Kas me teame, millest kõigest on tegelikult võimalik kütust toota ja milline viis on pikas perspektiivis kõige mõistlikum, kui peame silmas rohelisemat tulevikku? Küsimusele* vastab Tallinna Tehnikaülikooli Virumaa Kolledži põlevkivi kompetentsikeskuse teadus- ja uuringujuht Allan Niidu.
Artikkel ilmus portaalis Novaator.
Kütused on inimesega olnud arvatavasti tuhandeid aastaid. Alguses peamiselt puit, põllumajandusjäätmed ja kuivatatud sõnnik, vastavalt sellele, kuidas üht-teist saadaval oli. Alates 17. sajandist on kasutust leidnud ka kivisüsi, mille laialdasem kasutuselevõtt jäi 18. sajandi lõppu ja 19. sajandi algusesse Inglismaal. 19. sajandi keskpaigast lisandus ka nafta ja sellest saadud tooted. Kivisüsi ja nafta on jäänud tänaseni inimühiskonna energiaallikateks.
Sobivad ka rasv, rohttaimed ja suhkrupeet
Kui me keskendume kütustele, mida muuseas saab ka transpordis laialdaselt kasutada, peaksime lähemalt vaatama gaasilisi ja vedelkütuseid. Seni on ülekaalus naftatooted, nagu bensiin, diisel ja suru- ning veeldatud gaas. Põhimõtteliselt saab toota aga vedelkütuseid pea kõigest, milles sisaldub süsinikku – biomass (nt puit, rohttaimed, õlitaimed, vetikad, suhkruroog, mais, suhkrupeet), plast, toidujäätmed, põllumajandusjäätmed (nt põhk, sõnnik, rasv) või prügi.
Laias laastus saab tootmisviisid jagada biokeemilisteks ja keemilisteks. Esimesel juhul muundatakse lähtematerjalis leiduv süsinik nn biogaasiks, etanooliks või rasvhapete seguks kasutades ensüüme või mikroorganisme.
Teisel juhul gaasistatakse süsinikurikas aine kõrgel temperatuuril 800–1000 °C ja saadakse sünteesigaas. See omakorda on kasutatav kohe kütusena või seda töödeldakse edasi, et saada alkohole, metaani või bensiini ja diiselkütust. Siinjuures saab kaaluda ka pürolüüsi kasutamist, misjuhul saadakse orgaanikarikkast ainest peamiselt vedelkütuseid, mida põletamise asemel saaks kasutada ka keemiatööstuse toormena.
Vesiniku roll suureneb
Tulevikuvaates hakkab järjest olulisemat rolli mängima vesinik, mida pakutakse välja alternatiivina naftapõhistele energiakandjatele. Vesinikku toodetakse tööstuslikult kas veest elektrolüüsi teel ja kui kasutada selleks tuule- või päikeseenergiat, saame nn rohelise vesiniku või metaanist veeaurureformimise teel. Viimane on tänapäeval veel valdav, kuid vajab taastumatut ressurssi.
Lisaks käivad laboratoorsed katsed vesiniku tootmiseks mikroorganismide toel, kes oma elutegevuse käigus toodavad vesinikku biomassist ehk oma toidust. Siit on astutud ka samm edasi kombineeritud mikroobsete elektrolüüsirakkude suunas, millistes toodetakse vesinikku mikroobide poolt toodetud laguproduktidest nagu äädikhape. Sellisel juhul toodetakse paraku ka süsihappegaasi (CO2), mida kaasaegne ühiskond paraku üritab vältida.
Viimaks heidame põgusa pilgu CO2 võimalikku tulevikurolli. Süsihappegaas ise on samuti laialt levinud süsinikurikas toore ja seega ka süsinikuallikas nt kütuste tootmiseks. Siin võime samuti saada mitmeid erinevaid produkte, nagu metanool, metaan, bensiin ja diisel. Näiteks Islandil juba käib metanooli tootmine geotermaalse energia abil, millega on näidatud antud protsessi kasutuskõlblikkust ka mujal maailmas.
Tulevik koos tuule, päikese ja tuumaenergiaga
Oletada võib, et tulevikus saavad meie energiaallikateks erinevates kombinatsioonides tuul, päike ja tuumaenergia ning peamisteks energiakandjateks elekter, vesinik ja süsinikurikkad vedelkütused biomassist või süsihappegaasist.
*Alates oktoobrist vastavad Tallinna Tehnikaülikooli teadlased Novaatori portaalis lugejate küsimustele teemadel, mis inimesi praegusel ajal kõige enam puudutavad või selgitamist vajavad.