biomassi kasutuse arengusuunad Ülo kask tallinna tehnikaülikooli soojustehnika instituut
DESCRIPTION
Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut Sügisakadeemia, Tallinn 14.11.2009. Teemad. Olulised mõisted EL ja Eesti olulisi bioenergiaalaseid dokumente Bioenergia lähteressursid Bioenergia kasutus Eestis Tehnoloogiad Biomassi produktiivsus - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/1.jpg)
Biomassi kasutuse arengusuunad
Ülo KaskTallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituutSügisakadeemia, Tallinn 14.11.2009
![Page 2: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/2.jpg)
Olulised mõisted EL ja Eesti olulisi bioenergiaalaseid dokumente Bioenergia lähteressursid Bioenergia kasutus Eestis Tehnoloogiad Biomassi produktiivsus Biomass oht keskkonnale Biomassi piisavusest
Teemad
![Page 3: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/3.jpg)
Mõisted
Biomass – bioloogilist päritolu materjal v.a see, mis on kinnistunud geoloogiliste formatsioonide käigus ja muutunud fossiilseks (vähem kasutatav osa). Biomassiks loetakse põllumajanduse, metsanduse ja nendega seotud tööstusharude tooteid, jäätmeid ja jääke (s.h taimne ja loomne aines), nagu ka tööstuslike ja olmejäätmete biolagunevat osa (EL, Eesti Elektrituru seaduse kontekst).
![Page 4: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/4.jpg)
Mõisted II Biomass (US) – Any organic matter that is
available on a renewable or recurring basis, including agricultural crops and trees, wood and wood residues, plants (including aquatic plants), grasses, animal residues, municipal residues, and other residue materials. Biomass is generally produced in a sustainable manner from water and carbon dioxide by photosynthesis. There are three main categories of biomass - primary, secondary, and tertiary (USAs kasutatav definitsioon).
![Page 5: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/5.jpg)
Mõisted III
Biokütus – biomasskütus. Kütus mis on toodetud otseselt või kaudselt biomassist. Kütus võib olla läbinud mehaanilise, keemilise või bioloogilise töötluse (muundamise) või eelneva kasutuse. Biokütuse hulka kuuluvad nii tahked, vedelad kui gaasilised biomassist pärinevad (biomassi põhised) kütused.
![Page 6: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/6.jpg)
Mõisted IV
Bioenergia – biokütustest saadav energia. Useful, renewable energy produced from organic matter - the conversion of the complex carbohydrates in organic matter to energy. Organic matter may either be used directly as a fuel, processed into liquids and gases, or be a residual of processing and conversion (USA).
![Page 7: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/7.jpg)
Mõisted V
Energiakultuurid – on Euroopa nõukogu määruse (EÜ) nr 1782/2003, millega kehtestatakse ühise põllumajanduspoliitika raames kohaldatavate otsetoetuskavade ühiseeskirjad ja teatavad toetuskavad põllumajandustootjate jaoks, artikli 88 kohaselt kultuurid, mida tarnitakse peamiselt järgmiste energiatoodete tootmiseks:
- biokütusena käsitatavad tooted; - biomassist toodetud elektri- ja soojusenergia.
Energiakultuuridena käsitatavate kultuuride loetelu võib piiritleda liikmesriik.
![Page 8: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/8.jpg)
Euroopa Komisjoni strateegia säästva, konkurentsivõimelise ja turvalise energiamajanduse tagamiseks Kliimamuutuste leevendamine, Energia varustuskindluse tagamine, Konkurentsivõime tugevdamine. Oluline on suurendada energiatõhusust, Arendada taastuvate energiaallikate kasutuselevõtmist,
Sellega täidetakse korraga mitut eesmärki:
vähendatakse heitmeid, vähendatakse sõltuvust impordist, saadakse stabiilsem turg, tõuge tehnoloogia arenguks Euroopas.
![Page 9: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/9.jpg)
Olulisi dokumente, EL
Euroopa Komisjon kutsus oma 7. detsembri 2005. aasta teatises „Biomassi Tegevuskava” (KOM 2005) 628 liikmesriike üles koostama siseriiklikke biomassi tegevuskavasid.
Lisaks biomassi tegevuskavale esitas Euroopa Komisjon 8. veebruaril 2006. aastal Euroopa Liidu biokütuste strateegia.
![Page 10: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/10.jpg)
Olulisi dokumente, Eesti
Põllumajandusministeeriumis töötati välja biomassi ja bioenergia kasutamise edendamise arengukava (valmis jaanuariks 2007 - “Biomassi ja bioenergia kasutamise edendamise arengukava aastateks 2007-2013”).
Juuliks 2010 peab valmima Eesti bioenergiastrateegia.
![Page 11: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/11.jpg)
EL suundumused
Euroopa Komisjoni kliima- ja energeetikapakett Taastuvenergia direktiiv
Direktiivi eesmärk juhindub 2007 märtsi ülemkogul kinnitatud sihtidest:
tagada, et aastal 2020 20% energia tarbimisest kaetakse taastuvate energiaallikate baasil (s.h biomass)
tagada, et aastal 2020 10% transpordis tarbitavast kütusest on toodetud taastuvatest energiaallikatest
![Page 12: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/12.jpg)
EL suundumused
Eesmärk aastaks 2030: 25% transpordis tarbitavast kütusest on toodetud taastuvatest energiaallikatest.
Hinnatakse, et 4 kuni 13% kogu ELi haritavast maast vajatakse lähemaks eesmärgiks seatud koguse biokütuse tootmiseks (5,75% 31.12.2010, Directive 2003/30/EC).
Eesmärk liikuda taastuva elektri tootmises 14%lt (1997) 21%ni aastaks 2010 EU 25 (22.1% EU 15). Directive 2001/77/EC.
![Page 13: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/13.jpg)
EL eesmärk Eestile
Eesmärgid Eestile:
tagada, et 25% energia tarbimisest kaetakse taastuvate energiaallikate baasil aastal 2020
tagada, et 10% transpordis tarbitavast kütusest oleks toodetud taastuvatest energiaallikatest.
![Page 14: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/14.jpg)
Tänu bioenergia ohtrale kasutamisele on Rootsi suutnud KHG vähendada 9%, võrreldes 1990 aastaga.
Rootsis on viimase 20 aasta jooksul bioenergia kasutamise kasvutempo olnud 3,3 TWh/a. see on ekvivalentne 6400 m3 fossiilse kütteõli kasutamisega nädalas.
2008
![Page 15: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/15.jpg)
Mida annaks biomassi kasutuselevõtmise laiendamine energia ja materjalide tootmises?
• aitab tagada energiaga varustamise kindlust (varustuskindlus); • vähendab sõltuvust imporditavast energiast ja selle hinnakõikumistest; • loob põllumajandustoodangule uued turuväljundid, võimaldades
otsetoetuste vähenemise kompensatsiooniks teenida asendus- või lisasissetulekut;
• aitab vähendada reostussurvet keskkonnale, eriti energeetikasektori keskkonnakoormust;
• aitab tagada sisemajanduse kogutoodangu kasvu või stabiilsust; • avaldab positiivset mõju kaubandusbilansile; • võimaldab luua uusi töökohti või säilitada olemasolevaid (eriti
maapiirkondades); • mitmekesistab põllumajandustoodangu ja energiaressursside
nomenklatuuri; • aitab hajutada energia tootmist; • aitab tagada põllumajandus- ja metsamaa hooldatust (ka looduslikud
rohumaad).
![Page 16: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/16.jpg)
Biomassi lähteressursid Eestis
Maaressurss - 300 - 400 tuhat hektarit kasutamata põllumajandusmaad.
Metsaressurss - Raieprognoos aastateks 2001- 2010 annab optimaalseks aastaseks kasvava metsa raiemahuks (ilma sanitaar- ja valgustusraieta) 12,6 miljonit tm ehk 5,6 tm ühe hektari metsamaa kohta. Eesti metsamaa pindala 2,27 miljonit ha.
![Page 17: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/17.jpg)
Biomassi lähteressursid Eestis II
Puit on kõige suurema majandusliku potentsiaaliga biokütus nii soojuse kui ka elektri tootmiseks Eestis. Vastavalt kütuse- ja energiamajanduse pikaajalisele riiklikule arengukavale aastani 2015 on puidu kogu võimalik majanduslik aastane primaarenergia kogus 5,72 TWh.
![Page 18: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/18.jpg)
Eesti maaressurss
![Page 19: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/19.jpg)
Biomassi lähteressursid Eestis III
Energiakultuuride ressurss - Eestis seniste uurimistulemuste najal seni perspektiivseimateks peetud energiakultuuride liikide nimekiri, mis on jagatud nende mõnede ühistunnuste alusel gruppideks:
Õlirikkad kultuurid: raps, rüps, valge sinep, tuder, õlikanep,
Kiirekasvulised puuliigid: paju, hall lepp, kask, haab, Kiirkasvulised rohttaimekultuurid: päideroog, kiukanep,
roogaruhein, ida-kitsehernes (galeega), Etanoolikultuurid: nisu, rukis, tritikale, kartul, suhkrupeet, Looduslikud heintaimed: niidetav biomass
püsirohumaadelt ning (pool)looduslikelt kooslustelt, märgaladelt (pilliroog).
![Page 20: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/20.jpg)
Biomassi lähteressursid Eestis III
Jäätmete ressurss - Olmejäätmeid jäätmekütusena kasutatakse energia tootmisel praegu vähe - kuni 30 tuh tonni jäätmeid ASs Kunda Nordic Cement, kus sellega asendatakse fossiilkütuseid. Eesmärk aastaks 2010 kuni 100 tuh t.
Põhimõtteliselt saab jäätmepõletuse jagada tehniliselt
kaheks lahenduseks: masspõletamine ja koospõletamine (nn RDF - jäätmekütuse põletamine).
Põllumajanduse, tööstuse, olme ja kaubanduse biolagunevad jäätmed – biogaas - kütus, energia.
![Page 21: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/21.jpg)
Biomassi kasutamine Eestis. Puitkütus Eestis on biomass (halupuude ja hagude näol) kasutusel juba tuhandeid
aastaid hoonete kütmiseks ja toiduvalmistamiseks.
Kaasaja Eestis on biomassi (puitu) kasutatud kütusena põhiliselt soojust tootvates katlamajades ja kodumajapidamistes (väikemajad).
Praegu on valminud ja ehitatakse ja projekteeritakse puidu- ja
turbaküttel põhinevaid soojus- ja elektri koostootmisjaamu (CHP).
Võrreldes tahkete kütustega on biomassi konkurentsivõimet suurendanud soodustariifid ja kauplemine saastekvootidega.
Puitgraanulite tootmine algas Eestis 1990ndatel aastatel ja peaaegu
kogu toodang läheb ekspordiks, põhiliselt Skandinaavia riikidesse. Hetkel on ainult mõned väiksemad katlamajad muudetud puitgraanulite kütet kasutavateks.
Puitgraanulite ekspordi peapõhjuseks on graanulite kõrge hind ja puuduv
vajalik infrastruktuur.
![Page 22: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/22.jpg)
Puitkütuse kasutus Eestis (halupuu)
![Page 23: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/23.jpg)
Puitkütuse kasutus Eestis (hakkpuit)
![Page 24: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/24.jpg)
Puitkütuse kasutus Eestis (presspuit)
![Page 25: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/25.jpg)
Võimalikud biokütusel soojuse- ja elektri koostootmisjaamad Eesti kaugküttesüsteemides
[2] Soojusvõimsus 70 MWs on seotud nn. suitsugaaside pesuri ehk kondensatsioon ökonomaiseri rakendamisega.[3] Erinevad variandid Tartu ja Pärnu puhul on seotud eraldiasuvate soojusvõrkude ja omanikega.
Elektriline võimsus, MWe
Soojuslik võimsus, MWs SEK jaam
Tallinn 25 50 (70)[2] Tartu 1 20 60 Tartu 2[3] 2,5 10 Ahtme 20 60 Pärnu 1 15 40 Pärnu 2 6 18 Viljandi 2,5 10 Kuressaare 3 12 Võru 2 8 Haapsalu 2 8 Paide 2 8 Rakvere 2 8 Keila 1,5 6 Valga 1,5 6 Jõgeva 1,5 6 Kokku 106,5 260 (330)
![Page 26: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/26.jpg)
Küttepuude tootmine Eestis 2004-2007, tuh tm
![Page 27: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/27.jpg)
Eesti osakaal EL-27 küttepuidu toodangus oli 1,2%, elaniku kohta aga suurim.
![Page 28: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/28.jpg)
Biokütuste toodang, väliskaubandus ja tarbimine energiana 2005-2007
![Page 29: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/29.jpg)
Kokkuvõte biokütuste tootmisest
Kui kõik Eestis toodetud biokütused arvestada ümber energiaks, siis 2007. aastal toodeti biokütuseid kokku ~30 PJ (8,3 TWh, 15,5% rohkem kui 2006).
Toodetud biokütuste energia pärines 98,8% puit-biokütustest, 0,2% agro- ja transpordi biokütustest ning 1% muudest biokütustest sh biogaasist ja mustast leelisest.
2007. aastal tarbiti Eestis 80,6% kohapeal toodetud biokütuste energiast (~24 PJ ehk 6,7 TWh).
2007. aastal Eestis tarbitud biokütuste energiast moodustas 99,1% puit-biokütuste energia.
![Page 30: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/30.jpg)
Kokkuvõte II
![Page 31: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/31.jpg)
Biokütuste tootmine Eestis III (Eesti Konjunktuuriinstituut, 2007)
Tahked biokütused (3,4% EL 25 küttepuu toodangust, 2004)- Küttepuu, puitjäätmed, raiejäätmed – (2,87 + 6,79 + 2,27TWh)- Puitpelletid (üle 300 000 tonni, 1,32 TWh, 2006. Koduturul 3,5%)- Puitbriketid (~9000 t, 39,6 GWh, 2006)- Puusüsi (4885 t, e 41 GWh, 2006. Tooraineks küttepuu)- Põhk ja muu rohtne biomass (900 t,~3-4 GWh, 2007)
Vedelad biokütused- Biodiislikütus (~5300 t, 2006) – potentsiaal 100000 t
Biogaas - Prügilagaas- Põllumajanduslik biogaas
Tahked biokütused kokku ~12 TWh(Puitjäätmetest osa ~2 TWh ehitusmaterjaliks)
![Page 32: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/32.jpg)
EU25 biomassi tootmise potentsiaal (primaarallika energiasisaldus, Mtoe). Allikad: 2003 EUROSTATi andmed; projektsioon 2010, 2020 ja 2030 aastaks -European Environmental Agency.
Allikas: Biofuels in European Union. A vision for 2030 and beyond.
![Page 33: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/33.jpg)
Biokütuse tootmise ja kasutamise ahel
![Page 34: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/34.jpg)
Biomassi vedelateks ja gaasilisteks biokütusteks muundamise kaasaja tehnoloogiad
Fatty Acid Methyl Ester
Ethyl-tertio-butyl-ether
Compressed Synthetic
Natural Gas
![Page 35: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/35.jpg)
Vedelate biokütuste liigitus
Esimese põlvkonna biokütused:
Bioetanool suhkrust ja tärklisest.Tooraineks on suhkruroog, mais, nisu jt teraviljad, suhkrupeet, kartul;
Biodiislikütus rapsiõlist, sojaõlist, palmiõlist jt.
![Page 36: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/36.jpg)
Vedelate biokütuste liigitus II Teise põlvkonna biokütused:
Bioetanool lignotselluloosist (õled, puit jne).
Bioetanool ja biodiislikütus toodetud Fisher-Tropsch tehnoloogiaga.
Bio-DME.
Biometanool.
Biodiislikütus.
Biodiislikütus, toodetud HTU (Hydro Thermal Upgrading) tehnoloogiaga.
Sisaldades keskmiselt 42% tselluloosi ja 21% hemitselluloosi on ühest grammist puidust teoreetiliselt võimalik saada 0,32 grammi etanooli.
![Page 37: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/37.jpg)
Biokütuse tehas, kus toimub toorme integreeritud biokeemiline ja termokeemiline muundamine
![Page 38: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/38.jpg)
Eeldatav tehnoloogiline areng
![Page 39: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/39.jpg)
Vedelate biokütuste liigitus III
Kolmanda põlvkonna biokütused
Tooraineks (tootjad) vetikad, tsüanobakterid
Biodiislikütus Bioetanool jt Vesinik
![Page 40: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/40.jpg)
Biomassi produktiivsus. Taimede kasv (g/m2). (Vaclav Smil. Energy in Nature and Society. London.2008)
Maksimaalsed päevased (juurde)kasvud on – 50 – mais, 40 suhkruroog (opt FS 30-45°C juures); 35 – riis ja kartul; 20-25 – enamus kaunvilju 20 – nisu
Ideaalsetes tingimustes olevad taimelehed võivad ööpäevas anda 1,7 t/ha fütomassi (adsorbeerivad 250 kJ/dm2) ja kui selline kasv toimuks aasta läbi saaks 620 t/ha.
Reaalne lühiajaline juurdekasv oleks 33% eelmisest, väga heal aastal erilistes tingimustes oleks juurdekasv 20-25% ideaalsest ja pikaajalise keskmisena 10% ideaalsest.
![Page 41: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/41.jpg)
Fotosünteesi kasutegur
Väga optimaalsetes kasvutingimustes (valgus, toitained, niiskus, temperatuur) võib ulatuda taimekasvu kasutegur 4-5%ni. Üldjuhul optimaalseid tingimusi ei eksisteeri ja 4%line kasutegur ei ole saavutatav.
Tavalisel viljapõllul muundub põllule langevast päikese kiirgusest vaid 0,1% viljaterade keemiliseks energiaks (FSi käigus kasutatakse 10% langevast kiirgusest, palju kadusid).
![Page 42: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/42.jpg)
Biomassi produktiivsus (NPP – net primary productivity)
Kõige tõenäolisem ülemaailmne NPP oli 20 saj lõpus 100-110 Gt C/a, so 220-245 Gt kuiva fütomassi ja 3,3-3,6 ZJ (energiavoog 105-114 TW). See kasvab koos CO2 emissiooni kasvuga.
Eelmisest kogusest tuleb keskmiselt 56,4 Gt C/a maise biomassi arvele ja 48,5 Gt C/a ookeanide (ja merede) arvele.
Keskmiseks energiatiheduseks saame 450 mW/m2 jäävaba maismaa kohta ja 130 mW/m2 ookeanide pinna kohta.
Söekaevanduses on saadava energia tihedus: Allmaakaevandamisel – 1-2 kW/m2
Karjääri kaevandamisel kuni 20 kW/m2. Nafta tootmisel 10-20 kW/m2. 10% sellest kulub
mitteenergeetiliseks vajaduseks. Parima energiataime energiatihedus jääb alla 1 W/m2.
![Page 43: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/43.jpg)
Fossiilkütus - biomass 7,5 Gt fossiilse süsiniku (fossiilkütuses
sisalduva C) põletamine 2005. aastal vajas esialgu 50 Tt muistset fütomassi. See on ekvivalentne 500 aasta jooksva NPP (105 Gt C/a).
Eeldatavalt sisaldab maine fütomass 500 – 600 Gt süsinikku
Me oleme igal aastal kasutanud fossiilset fütomassi koguses, mis on võrdne 80-100 kordse planeedi kogu tänase fütomassi varuga.
![Page 44: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/44.jpg)
Metsade ja maade produktiivsus
Maailma keskmise jätkusuutliku metsanduse reeglite kohase raiega on biomassi produktiivsus 4 GJ/ha troopilistes tingimustes ja kuni 20 GJ/ha Põhja-Ameerika ja Skandinaaviamaade okaspuumetsades.
Kuivades piirkondades kasvava vilja ja kaunviljade saagikus on alla 2 tKA/ha, troopilise suhkruroo saagikus aga 50 tKA/ha. Iowa maisi teri ja Hollandi nisuteri saab 8-9 t/ha ja kogu taime 19-22 t/ha (koristuskaalus).
Suhkruroo kõrgeim fikseeritud saagikus on olnud Jaava saarel – 94 tKA/ha (keskm ~9,2 kg/m2, 160 MJ/m2 , ~17,5 MJ/kg).
Rohumaade keskmine saagikus jääb vahemikku 1 – 2 kgKA/m2.
![Page 45: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/45.jpg)
Metsade ja maade produktiivsus Kõige produktiivsemad ökosüsteemid on märgalad –
tavaliselt 1,5% päikesekiirgusest muundatakse fütomassiks
Heade rohumaade efektiivsus on - 1,2% Alpiaasadel - 0,05- 0,15% Parasvöötme metsadel kuni 1,5% Troopilistel vihmametsadel - 1% Küpsetel okas- ja lehtpuumetsadel – 0,4 - 0,9%
Planeedi keskmine NPP on 15 MJ/m2 (1,5 GJ/ha) ja fotosünteesi kasutegur on 0,3%. Ookeanide keskmine fütoplanktoni NPP on 3 MJ/m2 ja fotosünteesi kasutegur 0,06%.
![Page 46: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/46.jpg)
Tüüpilised energia-tihedused taastuvate energia-allikate muundamisel ja energia tarbimises moodsas ühiskonnas
![Page 47: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/47.jpg)
Biokütused - oht keskkonnale
“Biokütuste tootmise põhieesmärk peaks olema võimalikult väike oht maailma kliimale ning elustiku mitmekesisusele,” ütles ühe uurimuse juhtautor Martha Groom Washingtoni ülikoolist. Ta soovitab edaspidi pigem kasvatada vetikaid ja kiirekasvulisi puid, sest nende puhul on kasu kulunud maa pindala kohta kõige suurem.
“Teine uuring kinnitab, et paljude biokütustega kaasnevad suured kahjud keskkonnale, eriti käib jutt maisist, suhkruroost ning palmiõlist valmistatud biokütustest,” ütles Andy Tait Greenpeace’ist (hävitatakse vihmametsi).
![Page 48: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/48.jpg)
Biokütused - oht keskkonnale
Uuritud kahekümne kuuest biokütusest kahekümne ühe kasutamisel paisatakse õhku üle 30 protsendi võrra vähem süsinikdioksiidi kui bensiini põletades, kuid 12 biokütuse kasutamine on Zah’i (Rainer Zah Šveitsi Empa uurimisinstituudist) meetodi järgi keskkonnale kahjulikum kui bensiin.
Nende seas on muuhulgas USA maisietanool, Brasiilia suhkruroost toodetud etanool, sojadiisel ning Malaisia palmiõlidiisel.
Parema hinde said jäätmetest toodetud kütused, näiteks kasutatud küpsetusõlist toodetud kütus ning biomassist tehtud etanool.
![Page 49: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/49.jpg)
Biokütused - oht keskkonnale
Arvutuste kohaselt tasub loodusliku rohumaa muutmine põllumaaks end ära kasvuhoonegaaside vähendamise mõttes summaarselt alles 93 aastaga ning lähima 93 aasta jooksul me tegelikkuses hoopis suurendame emissioone.
Biokütuste tootmise käigus tekib samuti palju CO2. Näiteks võib öelda, et arvestades tuumajaama
ehitust ja käigushoidmist, tekib seal ühe toodetud energiaühiku kohta umbes 3 korda vähem CO2 kui fossiilsete kütuste põletamisel.
![Page 50: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/50.jpg)
Kuidas edasi?
Globaalsete arengute valguses pole riigi rikkuse indikaatoriteks enam mitte SKP inimese kohta ning majanduskasvu protsent, vaid allesjäänud ja taastuvate ressursside hulk inimese kohta.
Inimesed, kes sünnivad aastail 2030-2050, näevad oma elu jooksul naftaajastu langust. Inimesed, kes sünnivad aastal 2100, elavad maailmas, kus nafta majanduselus ei domineeri.
![Page 51: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/51.jpg)
Kuidas edasi?
Uute võimaluste otsinguil kasvava energiavajaduse rahuldamisel vastandavad taastuvenergeetikud end tuumaenergeetikutele.
Kivisöele toetuvad energeetikud püüavad rääkida
‘puhtast söest’, otsides võimalusi süsinikdioksiidi eemaldamiseks, sama käib põlevkivienergeetika kohta.
On selge, et väga pikas perspektiivis võidab selle võitluse taastuvenergeetika, kuna tehnoloogia areneb järjest edasi, kuid lähiaastakümnetel säilib rohkesti söejaamu ning ehitatakse uusi tuumajaamu,
![Page 52: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/52.jpg)
Järeldused biokütuste piisavuse kohta
Puitkütused
Tulevikus tuleks rohkem tähelepanu pöörata raiejäätmetele ja ka alternatiivsetele võimalustele puitkütuste tootmisel – kändude juurimisele, raiejäätmete kogumisele kraavikallastelt ja elektriliini trassidelt, energiametsade kasvatamisele jne.
Traditsioonilisest metsandusest ja saetööstustest tekkiva puitpõhise kütuse allikad on end praktiliselt ammendanud.
Mujalt lisanduvat hulka (elektriliini alused, kraavikaldad jms, istandused) raske prognoosida.
![Page 53: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/53.jpg)
Järeldused biokütuste piisavuse kohta
Rohtne biokütus Energiakultuurid, looduslike rohumaade hein ja pilliroog –
teoreetiline saadavus 3,9-7,8 TWh, reaalne lähiajal 1,0-1,5 TWh
PõllumajandusjäätmedPõhk – teoreetiline saadavus 2,5 TWh, reaalne 0,8 TWh
Biogaasprügilagaas – 6 suuremat prügilat 210 - 250 GWh/abiogaas - sõnnikust, heitvee mudast ja biolagunevatest jäätmetest 96 mln m3 e 576 GWh biogaasi aastasKokku: teoreetiline keskmiselt 8,9 TWh, lähiajal reaalne 2,0 TWh.
![Page 54: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/54.jpg)
Biokütuste teoreetiline potentsiaal põlevkivi asendamiseks Eestis (perspektiiv kuni 2030)
Puitkütus (s.h raiejäätmed) 4.6 TWh Puitpelletid ja –briketid 1.2 Õled (põhk) 0.8–1.0 Energiakultuurid (-taimed) 9.8 Pilliroog ja luhahein 0.6 Biogaas 0.4 Toidujäätmed 0.1 Mustleelis 0.2 Turvas 8.3 Kokku 25.8–26.0 TWh
![Page 55: Biomassi kasutuse arengusuunad Ülo Kask Tallinna Tehnikaülikooli soojustehnika instituut](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061508/56815930550346895dc6638a/html5/thumbnails/55.jpg)
Tänan tähelepanu eest!