Tuuleenergia: taastuvenergia, elektritootmine ja ülevaade

Tutvu tuuleenergia võimaluste, elektritootmise trendide ja globaalsete statistikutega — kuidas tuul aitab vähendada saastet, toetab tuulikuid ja kasvatab taastuvenergiat.

Tuuleenergia on tuuleenergia muundamine kasulikumaks energiaks, näiteks elektriks. See on taastuv energiaallikas, mis aitab vähendada Maa õhu saastamist.

Tuuleenergia tootmisvõimsus on kiiresti kasvanud 336 GW-ni 2014. aasta juunis ja tuuleenergia tootmine moodustas umbes 4% kogu maailma elektrienergia kasutamisest ning kasvab kiiresti. Tuuleenergiat kasutatakse laialdaselt Euroopa riikides ning viimasel ajal ka Ameerika Ühendriikides ja Aasias. 2012. aastal moodustas tuuleenergia ligikaudu 30% elektritootmisest Taanis, 20% Portugalis ja 18% Hispaanias.

Mis on tuuleenergia ja kuidas see töötab?

Tuuleenergia tähendab õhu liikumisest tuleneva kineetilise energia kasutamist elektri tootmiseks. Tuulegeneraatorid ehk tuulikud koosnevad tavaliselt kolmest peamisest osast: rootor (labad), mast ja generaator koos pöörlevate elementidega. Tuule liikumisel keerlevad labad ja rootori pöördemoment muudetakse generaatori abil elektrienergiaks. Kaasaegsed tuulikud kasutavad elektroonikat ja aerodünaamikat, et maksimeerida tootmist muutuvates tuuletingimustes.

Onshore ja offshore

Tuuleparke paigaldatakse kas maale (onshore) või merre (offshore). Maatuulikud on odavamad paigaldada ja hooldada, samas kui meretuulikud saavad tihti tugevamat ja ühtlasemat tuult ning seetõttu kõrgema tootlikkusega. Merel on ka arenev valdkond, nagu sadamast kaugemal asuvad paigutused ja uued ujuvtüüpi (floating) tuulikud, mis võimaldavad kasutada sügavamate vetepindade tuult.

Eelised

• Taastuv ja puhas: tuuleenergia ei tekita tootmisel kasvuhoonegaase ega õhusaasteid.
• Kiire rajatavus: võrreldes mõne traditsioonilise elektrijaamaga saab tuuleparke suhteliselt kiiresti üles ehitada.
• Majanduslik potentsiaal: tööstus loob töökohti tootmises, paigalduse ja hoolduses ning piirkondlikud investeeringud suurendavad majandustegevust.
• Kulutõhus: uute projektide marginalised tootmiskulud on paljudes kohtades konkurentsivõimelised fossiilkütuste elektritootmisega.

Piirangud ja murekohad

Tuuleenergial on ka piiranguid, mida tuleb arvestada:

• Muuduvus: tuul ei püsita konstantsena — elektritootmine kõigub ja see nõuab võrguhaldust ning tasakaalustamist.
• Keskkonnamõjud: valed paigustused võivad mõjutada linde ja nahkhiiri; lisaks võivad tuulikud tekitada müra ja visuaalset mõju maastikule.
• Ruumi ja taristu: kuigi maa peal võivad tuulikud koonduda ja maa-alune kasutus jääb osaliselt alles (nt põllumajandus), nõuavad suured projektid ligipääsu teid ja tehnikat.
• Lubade ja kooskõlastuste aeg: projektide planeerimine ja heakskiitmine võib olla aeglane, eriti kestliku kavandamise ja kohaliku vastuvõtlikkuse tõttu.

Elektrivõrku integreerimine ja salvestamine

Tuuleenergia edukas kasutamine kasvavas mahus nõuab võrgusüsteemide arendamist: täpsemat prognoosimist, paindlikke turumehhanisme ja juhtimisstrateegiaid. Energiatootmise kõikumiste leevendamiseks kasutatakse mitmeid lahendusi:

• Batüünid ja akusüsteemid: võimaldavad salvestada ülejäävat elektrit ja anda seda tagasi tipukoormuse ajal.
• Pump-salvestusjaamad: suured hüdro-salvestid annavad pikaajalist tasakaalustust, kus see on geograafiliselt võimalik.
• Hüdrugen ja sünteetilised kütused: roheline vesinik produktsiooniga saab kasutada liigsest tuuleenergiast.
• Horisontaalne integreerimine: suurem riikidevaheline võrk aitab ühtlustada tootmist erinevates piirkondades.

Majandus ja poliitika

Paljud riigid toetavad tuuleenergiat toetuste, garantiide ja hangete kaudu, et kiirendada üleminekut madalama süsinikujäljega energiasüsteemidele. Turutehnoloogiad ja tootmiskulude langus on teinud tuuleenergiast paljudes kohtades konkurentsivõimelise alternatiivi. Samas otsustavad poliitilised raamid ja planeerimisprotsessid projekti tegeliku kiiruse ja mahu.

Tulevikusuundumused

Tulevikus oodatakse järgmisi arenguid:

• suuremad ja efektiivsemad tuulikud, mis toodavad rohkem energiat ühe turbiini kohta;
• offshore-tehnoloogia levik, sealhulgas ujuvad platvormid sügavameres;
• parem integratsioon energiasüsteemidega ja tootmise reageerimisvõime;
• repowering — vanade tuulikute asendamine uute suurema võimsusega üksustega olemasolevates parkides.

Kokkuvõte

Tuuleenergia on oluline osa globaalsest üleminekust taastuvenergiale. Kuigi tootmise maht 2014. aastal oli 336 GW ja tuule osakaal maailma elektritootmises oli tol ajal ligikaudu 4%, on valdkond sellest ajast alates edasi arenenud. Tuuleenergia pakub madalat keskkonnamõju, majanduslikku potentsiaali ja tehnoloogilist arenguruumi, kuid nõuab hoolikat planeerimist, võrgupõhist kohandamist ja lahendusi tootmise kõikumiste haldamiseks. Eestis ja mujal maailmas jääb tuuleenergiat arendama nii avalik kui erasektor, et saavutada kliimaeesmärgid ja suurendada taastuvenergia osakaalu.

Puudused

Tuuleturbiinid tuleb hoolikalt paigutada. Need peavad asuma kohtades, kus on pidev ja püsiv tuul. Tegelikult ei tohi tuul muutuda liiga tugevaks, sest muidu võib see turbiini kahjustada. Kuna tuul ei ole kontrollitav, siis on ka tuulegeneraatorite poolt toodetava energia hulk muutumas ebausaldusväärseks energiaallikaks. Mõned inimesed peavad tuulegeneraatoreid ka inetuks ja ebameeldivaks. Samuti ehitatakse maale suurel hulgal elektriposte ("ülekandetorne"), et viia elektrienergia elektrifirmale. Need mastid looduskaunites piirkondades on peamine põhjus, miks kohalikud elanikud on tuuleparkide ja nende tagajärgede vastu.

Ülekandetorn

Otsing