Energeetika ja keskkond (0)

Energeetika  ja
   k
  eskk
k
ond
eskk
Loeng 7
ENERGIARE
A
SSURSSID
  Kütused
 Vee-energia
 Tuuleenergia
 Päikese energia
  Tuumaenergia  
 Biomassi energia
KÜ
K T
Ü US
U ED
  Kütus  ehk  kütteaine  on süsinikku sisaldav aine,  mille 
põletamisel eraldub palju soojust ja mida seetõttu 
kasutatakse energiaallikana 
 Looduslikud kütused:  nafta ,  kivisüsi , maagaas,  põlevkivi , 
turvas ,  pruunsüsi , puit 
 Tehiskütused: koks, mootorkütused ( bensiin ,  diiselkütus , 
petrooleum),  masuut , põlevkiviõli, kergekütteõli, 
generaatorgaas
  Tahked , vedelad,  gaasilised  kütused 
KÜ
K TUSED
 Fossiilkütused - mittetaastuvad fossiilsest orgaanilisest 
ainest pärinevaid kütusena kasutatavad põlevmaavarad: 
nafta, erinevad söeliigid, maagaas, põlevkivi jt.
 Biokütused - bioloogilise päritolu ja organismide 
elutegevuse tagajärjel tekkinud ning taastuvuse piirides 
otseselt kütustena kasutatavad või spetsiaalselt 
kütusteks töödeldud (vääristatud) tahked, vedelad või 
gaasilised ained: puit, roog,  energeetilised  kultuurid, 
biogaas , bioloogilise päritoluga jäätmed jt. 
ENERGEETIKA
K
 Energeetika on  majandusharu , mis tegeleb 
energoressurside  kaevandamisega , energia 
muundamisega sobivaks energialiigiks ja edastatamisega 
tarbijale
 Energeetika alajaotised on:
• Soojusenergeetika
•  Elektrienergeetika
• Tuumaenergeetika
•  Hüdroenergeetika
• Tuuleenergeetika 
•  Bioenergeetika  
PÄI
P KE 
K EN
E 
ER
EN
GIAALLIKANA
K
 Kogu maailma energia põhineb päikeseenergial
 Päikese  kiirgusenergia  on praktiliselt ainsaks primaarenergiaallikaks, 
sellest Maale saabub üliväike osa. 
  Päikeseenergia  tulemusel on tekkinud ja tekivad kõik maapealsed 
taastuvad  ja mittetaastuvad  energiaallikad , mida käsitleme maa 
tingimustes primaarenergiaallikatena. 
  Energialiigid , mis ei ole otseselt seotud päikeseenergiaga: 
tuumaenergia, tõusu- mõõna  energia, merelainede ja  hoovuste  
energia,  geotermiline  energia (maapõueenergia)
TAAS
T
T
AAS UV
U AD
V
 EN
E E
N RGI
E
AAL
RGI
LIK
I AD
Taastuvad energiaallikad on sellised energiaallikad, mis 
uuenevad pidevalt päikese kiirgusenergia arvel ja nende 
taastumisaeg on võrreldev inimese elueaga
 Biomassi energia (fotosünteesi energia)
  Hüdroenergia  
 Tuuleenergia
 Päikeseenergia
 Tõusu-mõõna energia
 Merelainede ja hoovuste energia
 Geotermiline energia
MITT
IT E
T T
E A
T A
A S
A TU
T V
U A
V D
A  E
  N
E ER
E G
R IA
G
A
IA LLIK
A
A
LLIK D
A
Mittetaastuvad energiaallikad on  sellised energiaallikad, 
mille  taastumine  päikese kiirgusenergia arvel kestab 
inimese elueaga võrreldes tunduvalt kauem või mille 
taastumine on tunduvalt  aeglasem  kui kasutamine.
  Fossiilsed  kütused: nafta, kivisüsi, maagaas, põlevkivi
 Tuumakütus – materjalid, mis  eraldavad  energiat raskete 
aatomituumade ( uraan , plutoonium jt.) lõhestamisel 
(tuumaenergia) ja samuti kergete aatomituumade 
(deuteerium ja  triitium ) ühinemisel 
( termotuumaenergia )
 Kerged elemendid – vesinik,  heelium , liitium
Päike
ik se
s energia ja
   inimko
k n
o na p
  oo
o lt
o  
lt to
t o
o d
o etu
t d 
energia v
  õ
v r
õ d
r lus
Maale langev 
1,8•10(17) W
päikeseenergia
Maapinnale saabuv 
1,3•10(17) W
päikeseenergia
Energia tootmine (1994.a)
1,2•10(13) W
Energia tootmine 
(2,5–3,0)•10(13) W
(prognoos  2050 .a)
TR
T A
R DIT
I SI
T O
SI O
O NI
O
LI
L SE
I
D ENERG
R I
G A
I ALL
L I
L K
I A
K D
 Eelindustriaalne ühiskond: põhiline 
energiaallikas  –  biomass  (puit)
6СО2 + 6Н2О  С6Н12О6 + 6О2
  Industriaalne  ühiskond: põhiline 
energiaallikas – fossiilsed kütused
С + О2 => СО2 + 394 кДж/моль
ENERGIA T
A  AR
T
BI
B MINE
N
N
E, TW
3,0 tonni tingkütust/aastas inim. – norm
Mlrd inim
20
1,1 tonni tingkütust/aastas inim. – keskmine 
10
energiatarbimine arengumaades
8,0 tonni tingkütust/aastas inim. – keskmine 
Е
energiatarbimine Lääne Euroopas
11,0 tonni tingkütust/aastas inim. –
keskmine energiatarbimine USA-s
10
5
N – inimkonna kasv maailmas
N
Е – maailma energiatarbimine
E/N – energiatarbimine inimese kohta
Е/N
0
1900
2000
aastad
TR
T A
R D
A ITS
IT IOO
IO N
O ILISED
E  E
  N
E ER
E G
R IA
G
A
IA LLIK
A
A
LLIK D
A
Kivisüsi 
Musklijõud 
Puit 
Maagaas 
Orgaanilised 
Hüdroenergeetika 
Nafta 
Tuumaenergia 
jäägid
2000.a
6
29
26
34
5
1972.a
2 8
32
34
18
6
1935.a
15
6 6
55
15
3
1910.a
16
15 3
63
3
10
30
60
1500.a
2000a. e Kr
70
25
5
5000000.a e Kr 
100
Maailmaenergeetika areng: kasutatavad energialiigid, %
KÜ
K T
Ü US
U TE K
E  Ü
K T
Ü TEVÄÄRT
ÄÄR US
U ED,
ED GJ/t
Nafta 
43,5 - 46
Maagaas 
46 - 47
Kivisüsi 
20 - 25
Pruunsüsi 
8,0 - 24
Turvas 
15 - 18
Puit 
7,1 - 13
Põlevkivi 
8,0 – 11,5
TO
T O
O R
O NAF
N
T
AF A
T
  Toornafta  on tekkinud maakoores mereloomade ja -taimede 
ning alamate organismide sadestunud jäänustest miljonite 
aastate jooksul
 Suurimad  naftavarud  on Saudi Araabias, Iraagis,  Iraanis , 
Kuveitis,  Araabia  Ühendemiraatides, Venezuelas, Venemaal, 
Mehhikos  jt
 Toornafta on kõigi naftasaaduste  lähtematerjaliks
 Töötlemissuunad:  vedelate  kütuste tootmine ning  toore  
kemikaalide saamiseks
 Toornafta tööstuslikul töötlemisel saadakse mitmeid vedelaid  
kütuseid: bensiin, diiselkütus,  kerge kütteõli, raske kütteõli 
(masuut)
 Peamised naftat moodustavad ühendid: parafiinid, nafteenid, 
aromaatsed ühendid
MAAGAAS
MAA
 (
  L
( OO
O D
O US
U LIK 
K GAAS
 
 Päritolu on üsna  lähedane  nafta päritolule: 
maagaas on tekkinud samuti  miljoneid  aastaid 
tagasi mereloomade ja -taimede ning alamate 
organismide lagunemise tulemusel eraldunud 
gaasilise  osana
 Koosneb põhiliselt metaanist CH4
 Suurimad maagaasivarud on Venemaal, Iraanis, 
Kataris, Araabia Ühendemiraatides, Saudi 
Araabias, USA-s jt
 Keskkonna saaste seisukohalt on kõige puhtam 
energiaallikas
KI
K VISÜSI
 Üks vanemaid ja enamlevinumaid energeetilisi kütuseid 
 Kivisüsi on tekkinud miljoneid aastaid tagasi soodes ürgsete 
taimede lasunditest, mis on hiljem kattunud mitmesuguste setetega. 
 Koosneb põhiliselt süsinikust (kuni 95%)
  Kivisöe  kvaliteet, st tema kütteväärtus ja mineraalosade sisaldus 
(eraldub põlemisel tuhana), sõltub suurel määral leiukohast 
 Kivisöe  eriliseks  vormiks on antratsiit, mille kvaliteedinäitajad on 
tavalistest kivisöesortidest märksa kõrgemad. 
 Pruunsüsi on kivisöest märksa noorem ja tunduvalt madalama 
kütteväärtusega. Päritolult on pruunsüsi kivisöe ja turba vaheline nn 
siirdeaste. 
 Leiukohad: USA, India, Suurbritannia, Lõuna-Aafrika Vabariik, Hiina, 
Austraalia , Venemaa, Saksamaa, Poola,  Ukraina  jt
 Kivisöe tööstuslikul töötlemisel saadakse  ka mitmeid vedelaid  
kütuseid
UR
U AAN

Tuumaenergia ehk  aatomienergia  allikaks on raskete aatomite (uraani ja 
plutooniumi) teatavad isotoobid, mida nimetatakse ka tuumakütusteks

Selliste raskete aatomituumade lõhustumisel vabaneb energiat umbes 2 
miljonit korda rohkem kui sama koguse (massi) nafta põlemisel 

Looduses leudub peamiselt uraniiti ja uraandioksiidi UO2

Uraani leiukohad (2003):
 Austraalia
715  tuhat  tonni
  Kasahstan
601 tuhat tonni
 Lõuna-Aafrika Vabariik ja Namiibia
457 tuhat tonni
 USA
361 tuhat tonni
  Kanada
331 tuhat tonni
  Niger
166 tuhat tonni
 Brasiilia
162 tuhat tonni
 Venemaa 
145 tuhat tonni
 Teised
632 tuhat tonni

Suuremas koguses uraani tootvad maad on Kanada, Austraalia, Venemaa, 
Kasahstan, Usbekistan, Lõuna-Aafrika Vabariik ja Namiibia.
Fo
F ssiilsete kütus
te 
te k
  asutamise s
  uunad 
uunad
 Kütuste  põletamine   soojusenergia  saamise eesmärgil (soojusjaamad, 
katlamajad )
 Kütuste põletamine eesmärgiga muundata vabaneva soojusenergia 
mehaaniliseks energiaks/mehaaniliseks tööks (näiteks, 
transpordivahendites)
 Kütuste põletamine eesmärgiga muundata vabaneva soojusenergia 
elektrienergiaks mehaanilise energia vahendusel ( elektrijaamad ) 
Miks el
  ektrie
ktr nergia?
ner
 Tänapäeva arenenud maailmas on kõige levinum, 
kõige mugavamalt kasutatav  elektrienergia
 Elektrienergia on sellise domineeriva koha 
võitnud  kõigepealt  sellega, et: 
◦ teda saab lihtsalt muuta teist liiki energiaks 
◦ teda saab  edastada  elektrijuhtide kaudu (nt
elektriliinide abil) 
Kütu
t se en
e 
ergia ka
  suta
t mine 
n
soojusel
e ekt
e r
kt ijiaa
a m
a as
a
33% • ELEKTRIENERGIA
• KAOD 
42%
JAHUTUSVEEGA
• KAOD PÕLETAMISEL 
(mittetäielik põlemine, 
14%
tuhagab lahkuv ja 
korstnasse minev 
soojus )
12% • MUUD KAOD 
(torustikes ja 
generaatoris)
Kaas
K
aegsete el
te  ektri
tr jamade 
ad kas
e 
utegur
 Fossiilkütustel töötavad elektrijaamad – kuni 40%
  Tuumaelektrijaamad  – kuni 30-32%
 Hüdroelektrijaamad – 60-70%
 Tuuleelektrijaamad – 50%
 Päikese elektrijaamad – 13-30%
 Geotermaalsed elektrijaaamad – 22%
TAAS
T
TUV
U AD
V
 ENER
 
GIAALLIKAD
K
Taastuvate energiaallikate osakaal maailma 
elektrienergiatootmises
 Euroopa
7%
 Aasia
6%
 Ameerika 12%
 Aafrika
6%
  Okeaania  10%
 Maailm
8%
Taas
T
tuvad 
ad e
  nergiaall
ner
ikad
Mis põhjustab kasutada taastuvaid energiaallikaid? 
Fossiilsete kütuste varude ammendatavus
 Keskkonnasaaste  ja inimeste tervise halvenemine
CO2 kontsentratsiooni kasv atmosfääris
Uued aktsendid majandussektoris
Fossiilkütuste hinnatõus
Kütuste ebakindlad  hanged
Energeetika säästev areng
BIOM
O ASSI
A
 ENERGIA
 Biomassi all mõistetakse orgaanilist taimse või 
loomse päritoluga materjali
 Biosünteesi  produkt
 Esmane biomass – puit
 Teisene biomass – erinevad jäägid:  põhk , 
saepuru,  sõnnik  jt
BIOK
O Ü
K TUSED
  Biodiisel
 Bioetanool
 Biometanool
 Biobutanool
 Biogaas
 Prügilagaas
 Roheline energia on taastuvatest 
energiaallikatest keskkonnasäästlikult 
toodetud energia
  Missioon  – loodusehoid
Energi
rg a
i sä
a ä
sä st
ä
Energiasäästu võimalused:
 Energia tootmisel
 Energia ülekandel
 Energia tarbimisel
KO
K K
O K
K U
K VÕTE
VÕ
 Kaasaegne energiamajandus baseerub odaval fossiilsete 
kütuste energial
 Energiatarbimine kasvab kiiremini, kui rahvaarv
 Seoses traditsiooniliste fossiilsete kütuste (nafta, 
kivisüsi,, maagaas) kasutuskõlblike varude lõppemisega 
maailmas lähemate aastakümnete jooksul on tulevikus 
vaja neile leida asendusenergiaallikaid 
 Fossiilkütuste kasutamise vähendamise eesmärgil 
arendatakse taastuvate energiaallikate kasutamist. 
 Tuleviku energeetikasüsteem peab kombineerima 
erinevaid energiaallikaid