Kliimaneutraalsuse eesmärk aastaks 2050 on Eesti valitsuse poolt kinnitatud. Euroopa soovib olla esimene kliimaneutraalne kontinent aastaks 2050. Euroopa Komisjoni poolt planeeritav kliimaseadus seab kliimaneutraalsuse liikmesriikidele siduvaks kohustuseks.
Maagaas kui kütus ja energijakandja
Kui süsinikneutraalne majandus, siis gaasitorus voolab vesinik ja biometaan ja seda fossiilse maagaasi asemel. Eesti maagaasitarbimine2019 oli 4.5 TWh ja nõudlus väheneb soses kliimaneutraalsusplaanidega aastaks 2050. Prognoosime aastaks 2050 tarbimise suuruseks 3.5 TWh/a, mis jaguneb biometaani ja vesiniku vahel.
Vesinik ja biometaan leiab kasutust pea igas energiasektoris. Üha suurenev roll saab gaasil olema seoses elektritootmises suurenevast, päikese- ja tuuleelektri osakaalust ja sealt tulenevast vajadusest võimsust tagada ka ajal, mil päikese ja tuuleelektrit napib.
Kliimasõbralikus torus voolab importgaasi asemel kodumaine ja Eestist saab gaasi eksportiv riik. Biometaan ja vesinik konkureerivad võrdseletel alustel ja tagatakse tehnoloogianeutraalsus.
Tänased kliima ja energiaeesmärgid ei toeta fossiilse maagaasi asendamist gaasivõrgus biometaani ja vesinikuga. Otse vastupidi riik toetab tegevust kus tööstuses kasutatav biogaas maagaasi vastu vahetatakse.
- ENMAK –
- Kliimaambitsiooni analüüs –
- Kliimakava 2030 –
- Kliimapoliitika põhialused 2050 –
- Eleringi gaasivõrgu arengukava –
Targalt planeeritud gaasivõrgu dekarboniseerimisel võiks aastaks 2030 olla Eesti gaasivõrgus 10% taastuvgaasi ja aastaks 2050 oleks gaasivõrk 100% süsinikneutraalne.
Tootmine
Vesinik maagaasivõrku
Vesinik energiakandjana kasvatab jõuliselt oma turuosa ja mängib vesinik üha suuremat rolli energeetika dekarboniseerimisel. Elektri ja gaasivõrkude integreerimine energia ülekandes pakub sünergiat mõlemale sektorile. Üha suurenev mittejuhitava päikese ja tuuleelektri osakaal annab võimaluse Power2X lahenduste turuletulekuks ja energiasalvestusturu tekkeks.
Vesiniku lisamine maagaasivõrku on täna piiratud gaasivõrgueeskirjaga, kus lubatud vesiniku sisaldus max 0.1 vol%. Vesinikuühing soovitab uurida 20 vol% lubamise võimalust gaasivõrgus juba täna.
Mis värvi on vesinik:
- Hall vesinik – toodetud maagaasist emiteerides CO2’te
- Sinine vesinik – sama mis eelmine aga koos CO2 kinnipüüdmisega
- Roheline vesinik – vesinik toodetud elektrolüüsi teel taastuvelektrist või termokeemiliselt biomassist
Eesti võimalus on eelkõige Tuuleelektrist rohelise vesiniku tootmine. Veelgi innovaatilisem ja kliimasõbralikum on biogaasist vesiniku tootmine koos CO2 püüdmisega, millega saavutame negatiivse GHG heite.
Kuigi Eestis on olemas biometaan, ei ole seda võimalik vesiniku tootmiseks kasutada, riik on sidunud biometaani tootmistoetuse kohustusega see põletada ära sisepõlemismootoris.
Sõna otseses mõttes on miljoni euro küsimus, kuidas Eestis CO2 püüda ja kasutusele võtta ja selleks on käimas Eestis uuring – KliimaRita, mille vahetulemuste tutvustamine tõi kohale saalitäie kliimaäri huvilisi.
Biometaan maagaasivõrku
Eestis oli 17 tegutsevat biogaasijaama aastal 2019. Samal aastal toodeti biogaasist 38 GWh elektrit.
Biogaasitootja saab toetust 0.13 €/nm3 biogaasi kohta, kui seda väärindada elektriks. Riik tegi kannapöörde ja nüüd maksab 0.64 €/nm3 biogaasi kohta kui see väärindada biometaaniks. See motiveerib biogaasitootjatel lõpetama biogaasist elektritootmise ja ümber profileeruma biometaani tootjaks.
Eestis küll toodetakse biometaani, aga maagaasivõrku see paraku seni pole jõudnud. Kliimasõbralik biometaan mis on toodetud Balti Biometaani poolt põletatakse ära Paides kohalikus katlamajas ja Eesti Pagaris. Lisaks toodetakse biometaani Kundas, mis samas kohapeal katlas ära põletatakse. Kokku toodeti 2019 aastal biometaani 57 GWhLHV. Taastuvgaasi osakaal Eesti tarbimises oli möödunud aastal seega 1.3%. Kui palju aga CNG tarbimine kokku on seda statistika ei näita.
Eesti biometaani ressursiks on hinnatud 4200 GWh/a, vaatamata heldetele toetustele nii tootmisele, kui ka kasutamisele on tootmine kasvanud visalt. Toetusi biometaani tootmiseks makstakse vaid juhul kui raha jagub 2023 aasta lõpuni.
Lisaks anaeroobsele kääritamisele on võimalus toota biometaani ka biomassi termokeemilisel töötlemisel nt. gaasistamise teel (SNG – Substitute Natural Gas) aga samuti ka CO2 ja elektrienergia abil nn. Power2Gas protsessi käigus. (Emissions to products)
Tarbimine
Gaasivõrgu bilanss aastal 2050
Tööstus
Gaasi tarbimine tööstuses on 400 GWh/a. Tööstuslik gaasitarbimine Eestis on väike ja on võimalik katta kodumaise tootmisega.
Planeeritav põlevkiviõli rafineerimistehas vajaks umbes 50 000 tonni vesinikku aastas, mille tootmiseks kuluks umbes 1400 GWh biometaani / või siis 1000 MW tuulepark mis toodaks elektrolüüsi teel vesiniku.Tänane regulatsioon ei võimalda biometaanist vesinikku toota, kuna riik on sidunud biometaani tootmistoetused kohustusega müüa gaas kasutamiseks sisepõlemismootorites transpordisektoris.
Elektritootmine ja Energiasalvestamine
Elekter ja soojus on põhilised gaasitarbijad aastal 2050. Kui elektrivõrgus oli kodumaist taastuvelektrit 20% aastal 2019 siis tarbitud gaasist moodustas kodumaine taastuvgaas vaid 1.3%, mida grammigi samal ajal ühisesse gaasivõrku ei jõudnud.
Elektritootmise süsinikuheide oli 700 kgCO2/MWhel kohta ja maagaasil 267 kg_CO2/MWhLHV.
Kui elektritootmises süsiniku osakaal järjest väheneb ja taastuvenergia osakaal suureneb, siis stagneerunud gaasivõrgus see nii ei ole.
Kiire juhitamatute energiaallikate, nagu päike ja tuul turuletulek suurendab vajadust energiasalvestamise järele ja loota vaid elektri välisühenduste peale on energiajugeoleku ja varustuskindluse mõttes küsitav. Hea on tõdeda, et meil on tänased välisühendused Soomega 1000 MWel (Estlink) ja 3400 MW (Baltic Connector), mille kaudu saame ka edaspidi jagada nii elektri kui gaasienergiat. Gaasivõrk on suurepärane vahend kiiresti suurtes kogustes energiaülekandeks.
Eesti gaasivõrgus on korraga 50 GWh gaasi (1% aastasest kogutarbimisest), mis on sama suur kogus kui maksimum gaasi päevatarbimine Eestis (45 GWh/d).
- Eestis puudub oma gaasihoidla, seega oleme sõltuvuses imporditud gaasist täna, aga 2050 toodab Eesti kõik oma gaasi ise ja saab gaasi eksportivaks riigiks. Tegemist ootab lahenduse leidmine Eestis gaasi sesoonseks salvestamiseks, alternatiiv on jääda lootma Läti pakutavale gaasi hoidmisteenusele. Läti gaasihoidla ei sobi ilmselt aga hoidma gaasi, mille koostises on vesinik.
Soojus
- Gaasi kõige suurem kasutus ongi just soojus. Gaas põletatakse, soojusest tehakse elektrit, ja elektritootmise madalakvaliteediline jääksoojus leiab kasutust kaugküttes.
- Kõrgekvaliteetse elektrienergia tootmiseks sobivad nii auru kui gaasiturbiinid, sisepõlemismootorid, kuid peagi võtab nende töö üle kütuseelement, mis suudab keemilist energiat elektrienergiaks muundada kaks korda efektiivsemalt kui vanad tehnoloogiad. Ka kütuselemendid tekitavad jääksoojust mis sobib uue põlvkonna (4G) kaugküttevõrkudes kasutamist, kuid mille vastu Eestis monopoolsed kaugküttefirmad hoolsalt võitlevad.
- Elektri ja gaasi kasutamisel soojuse tootmiseks on soojuskaod märgatavalt väiksemad, kui seda kaugküte võimaldab. Kombineerides elamutes küttesüsteemis soojuspumba ja gaasikasutamise, ehk võttes kasutusele hübriidsoojuspumbad suurendame energiaefektiivsust ja saavutame sünergia energia kasutamisel.
- Tänane regulatsioon ei võimalda biometaani soojatootmisel kasutada, kuna riik on sidunud biometaani tootmistoetused kohustusega müüa gaas kasutamiseks sisepõlemismootorites transpordisektoris. Soojuse tootmises kasutatakse gaas ära 95% kasuteguriga, riigi eelistus on väärtuslik kodumaine taastuvkütus – biometaan põletada aga 30% kasuteguriga seadmetes.
Transport
Süsinikneutraalse majanduse puhul ei ole kohta tavapärastele fossiilsetele kütustele nagu diiselkütus, bensiin ja CNG. Transpordi tulevik on elektriautode päralt seda nii patarei (BEV) kui kütuseelemendiga (FCEV) autod. Lisaks patareiauto akude elektriga otselaadimisel on võimalus elektriauto pardale energia kaasa võtta vesinikuna. Vesiniku eelised tulevad esile just raskeveokite ja busside puhul, kus vesinikutehnoloogia annab eelise energiatiheduse osas.
Gaasitaristu pakub meile võimaluse SMR teel vesinikku kohapeal toota vesinikutanklale, ja samas ka elektrit toota patareiautode laadimise jaoks, jättes tegemata kulukad investeeringud elektrivõrgu tugevdamiseks. Sageli on gaas võimalik lahendus seal, kus elektrivõrgu võimsused on piiratud.
Kuigi biometaan mängib olulist rolli gaasivõrgu dekarboniseerimisel ja ka transpordisektoris täna, siis tulevikus kasutatakse seda pigem mujal energiasektoris kus seda on võimalik paremini/energiatõhusamalt ära kasutada.
Eesti Vesinikuühing tegi ettepaneku uurida Tallinnas vesinikutaristu rajamise võimalusi, paraku linn ütles EU pakutud tasuta nõuandest ära.
Sõiduautod
CNG autod mis põletavad maagaasi sisepõlemismootoris on peagi kaduv nähtus. Täna toimivad nad vaid seepärast, et maagaas on unustatud aktsiisiga maksustada.
Raskeveokid ja Bussid
Akutehnoloogia puhul on sageli piiravaks akude kaal. Patareid salvestavad 0.15 kWh/kg ja laadimine on ajakulukas samuti on piiratud sõiduulatus. Vesiniktehnoloogia pakub pikemat sõiduulatust ja kiiret tankimist.
Raskeveokite ja Busside segmendi dekarboniseerimisel on vesinikul kasvav roll koos akutehnoloogiaga. bio-LNG ei ole teemaksEesti transpordisektoris, kuna meil on võimalik kogu toodetab biometaan surugaasina ära kasutada. Tasakaalu otsimine eri tehnoloogiate vahel on konkurentsivõime küsimus ja selle võimaldab #tehnoloogianeutraalsus.
Praamid
Eestis on aastaks 2050 valmis Saaremaa sild ja praamiliiklus jätkub mandri ja Hiiumaa vahel. Vesiniktehnoloogia on sobiv praamile, kuna rasked akud, mis tagaks vajaliku energiakoguse kaasa võtmise päevaseks sõiduajaks on problemaatiline niigi piiratud süvisenõudega ja sadamas puudub vajalik aeg akude laadimiseks. Haapsalu tuulepargis saab elektrolüüsi teel toota praamidele vajaliku vesiniku ja ära saab jätta kuluka dinvesteeringud elektri laadimistaristu väljaehitamiseks nii Heltermaale kui ka Rohukülla.
Raudtee
Vesinikrongid on kordades odavam alternatiiv raudtee elektrifitseerimisele. Ja seda lihtsal põhjusel, meie raudteeliiklus on liialt hõre selleks, et investeeringud elektrifitseerimisse ära tasuksid ja oleksid ühiskonnale jõukohased kinni maksta.
Raudtee emissioon on vaid 0.2% Eesti kogu GHG heitest. Selle heite vältimiseks on vesinik sobiv ja kuluefektiivne lahendus.
Ettepanekud
Võttes arvesse Eesti eesmärke süsinikneutraalsuse saavutamiseks aastaks 2050:
Taastuvgaasi osakaalu eesmärgi seadmine aastaks 2030
Seada eesmärk taastuvenergia osakaaluks tarbitavas gaasis 10%.
Eesti gaasivõrgus aastaks 2030. Näiteks kui 2030 oleks gaasitarbimine 4 TWh/a siis sellest 400 GWh peaks olema taastuvgaas. See oleks väike samm 2050 aasta eesmärkide saavutamise teel. Me ei oleks selles plaanis üksi, konsortsium Gas for Climate consortium pakub sellist lahendust üle Euroopaliselt.
Maksusüsteemiga soodustada kliimasõbralikke kütuseid
Vesiniku ja biometaani eelis seisneb selles, et vesiniku põletamine ei emiteeri kasvuhoonegaase ja biometaani põletamine on süsinikneutraalne. Paraku maksusüsteem seda ei tunnusta ja biometaani maksueelis fossiilse gaasi ees on vaid 5 €/MWh.
Seni kuni fossiilne maagaas on transpordisektoris ligi-null maksumääraga, pole kliimasõbralikel kütustel kütuseturule asja.
Uute tootmisüksuste rajamine
Selleks, et jõuda aastaks 2030 rohegaasi tootmisvõimsusele 400 GWh/a on vaja luua tingimused mis võimaldavad investeeringute teket.
Gaasivõrgu kohandamine vesiniku ja biometaani jaoks
Tänane regulatsioon ei luba gaasivõrku sisestada rohkem kui 0.1 vol% vesinikku. Vajalik on nii seadusandluse kui ka tehniliste takistuste kõrvaldamine gaasivõrgu dekarboniseerimisel. Euroopas on mitmed algatused selles osas tehtud, olgu näiteks Hyready, või HIPS-Net, või H21 Leed’is. Hea meel on tõdeda, et Elering tellinud Tehnikaülikoolist teemakohase uuringu.