Akadeemik Jarek Kurnitski: Eesti on energiatõhususe valdkonnas tipptasemel

Akadeemik Jarek Kurnitski avaldab hiljutise tippkeskuste konkursi kohta, et riik hindas tema juhitava energiatõhususe tippkeskuse puhul nii kõrget teaduslikku kvaliteeti kui ka mõju Eestile ja ühiskonnale laiemalt. „Me ei tule n-ö tühjalt kohalt. Varasem teadmistepõhise ehituse tippkeskus juba tegeles nende teemadega hoonete energiatõhususe ja sisekliima valdkonnas. Meil on tehnosüsteemide, sisekliima ja energia valdkonnas väga tugev kogemus ja ajalugu, samuti oleme avaldanud palju publikatsioone,“ võtab Kurnitski põhilised eelised kokku. Mööda ei saanud vaadata ka sellest, kui palju on TalTech juba panustanud liginullenergiahoonete arengusse ning sellega kaasneva energiatõhususe arvutusmetoodikate ja tehnoloogia väljatöötamisse, samuti energiatõhususe regulatsioonidesse, mis on Eestis väga kõrgel tasemel.

Eesti edu taga on Kurnitski hinnangul ka see, et juba 2008. aastal kehtestati hoonetele sooritusvõimepõhised ehk sum­maarsel energiakasutusel põhinevad nõuded. „See tähendab, et hoone ehitajal tuleb täita ainult üks nõue – saavutada energiatõhususarvu piirväärtus, mis väljendab summaarset kaalutud energiakasutust kilovatt-tundides ruutmeetri kohta aastas,“ selgitab Kurnitski.

Samal ajal on hoone projekteerimismeeskonnal ja ehitajal vabad käed, kuidas seda nõuet tehniliselt saavutada. Selline olukord kutsub leidma nutikaid ja tõhusaid lahendusi, mille puhul euro on parim konsultant. Arendajad mõistsid seda kiiresti ning kehtestatud metoodiline ja õiguslik raamistik tõi kaasa kiire arengu, kus viie aasta möödudes sai sama ehitusmaksumusega kahe energiamärgise klassi võrra paremad hooned. „Nii et tegelikult tehakse energiatõhususe mõttes Eestis hoonetele digikaksikud juba alates aastast 2008. Energiatõhususarvu nõudele vastavuse tõendamine toimub dünaamilise simulatsioonarvutusega, mis on väga paindlik kõikvõimalike uute ja innovatiivsete lahendustega arvestamisel,“ räägib Kurnitski.

Eestis tuleb kasutada valideeritud energiasimulatsiooni tarkvara, see on kommertstarkvara, mille arendajad on huvitatud, et see vastaks tehnika viimasele sõnale. Kurnitski märgib, et paljudes riikides on arengut takistanud see, et nõutud riiklikud arvutusmetoodikad või algelised riiklikud tööriistad ei jõua arengule järele. „Meil on see süsteem olnud väga turupõhine ja liberaalne, samuti on Eesti riigil olnud julgust kehtestada kuluoptimaalsel tasemel olevad energiatõhususe nõuded, sest energia hind on meil tegelikult üsna kõrge.“

Kui Eesti arendajatel ja ehitajatel on kombeks kurta, et Soomes ja Rootsis on lihtsam korterelamuid ja muid maju ehitada, kuna seal on lõdvemad nõuded, siis Kurnitski sõnul ei pruugi see pikalt nii jääda. Eesti on suutnud näidata kiiremat arengutempot, mis praegu annabki tunda. „Pikemas perspektiivis tulevad Soome ja Rootsi natuke rahulikuma tempoga meile järele ja suuremas riigis võtab ka nende muudatuste tegemine kauem aega,“ selgitab teadlane.

Igatahes oleme Eestis juba uute hoonete ehitamisel energiapöörde C klassist A klassi ära teinud. „See liginullenergiahoonetele üleminek aastatel 2019−2020 toimus üllatavalt edukalt ja valutult,“ tunnustab Kurnitski, kelle sõnul on tänased uued hooned väga kõrge energiatõhususe tasemega, samuti väga hea ehituskvaliteediga, ja see on loonud meile ka teaduslikult väga tugeva maine.

„Eestis teatakse, kuidas energiatõhusaid ja hea sisekliimaga hooneid ehitada,“ rõhutab Kurnitski, vihjates, et see paistis välja ka hinnangutest tippkeskusele. Ehkki tippkeskus tegeleb kõige sellega, mida kohapeal on vaja, ei nimetata ennast Eesti tippkeskuseks, vaid energiatõhususe tippkeskuseks. „Tahame olla absoluutselt maailma tipus, aga piirdume siiski külma kliimaga ehk troopikasse me ei trügi. Ja ehkki loomulikult ajame Eesti asja, on teadus rahvusvaheline: kõike, mida tippkeskuses teadusvaldkonnas teeme, peab saama publitseerida juhtivates teadusajakirjades.“

Olemasolevate hoonete osas võtab tippkeskus fookusesse korterelamute renoveerimise. Ligi 50% Eesti elanikest elab korterites, mis on ehitatud aastatel 1950−90 ning nendest tänapäevases mõttes soojustamata ja ilma ventilatsioonita majadest on kujunemas tõsine probleem nii suurte energiakulude, elukvaliteedi kui ka riikliku energiasäästukohustuse kontekstis. Senised uuringud on suutnud välja töötada korterelamute renoveerimise tehnoloogia, kuid selle laiapõhjaline rakendamine ja taskukohasuse tagamine kõikidele ühiskonnagruppidele vajab tõsist tööd.

Kurnitski rõhutab, et renoveerimise protsessid peavad toetama Eesti regionaalset arengut ja parandama inimeste elujärge. „See ei tohi tekitada energiavaesust juurde, see oht on olemas. Kui hooned renoveeritakse, kasvab kohe nende väärtus ja ka üürihind, nii et kättesaadavus langeb,” toob ta näite. Sotsiaalteadlaste kaasamine on oluline, et analüüsida, kas renoveerimistoetused lähevad õigetele sihtgruppidele ning milline on inimeste suhtumine uutesse tehnilistesse lahendustesse. Olulised on ka tehisintellekti ja andmepõhise energiakasutuse teemad, sest uued ja ka renoveeritud hooned on tehniliselt keerukad ning vajavad andmepõhist ja automatiseeritud jälgimist. Nii on võimalik tagada, et tehnosüsteemid töötavad projekteeritud viisil, mis on hea sisekliima tagamise ja madalate energiakulude eelduseks.

Professor Riina Aav: Tahame anda oma panuse tõhusamasse ressursikasutusse

Eluolu hakkab paremaks muutma ka uus strateegilise mineraalse ja süsiniku-põhise ressursi ringmajanduse tippkeskus. Tippkeskuse suurem eesmärk on aidata lahendada või ületada mineraalsete ja süsinikul põhinevate toormete (taas)kasutusega seotud tehnoloogilisi probleeme; luua uusi materjalide töötlemise tehnoloogiaid, leida lahendusi keerukate tarneahelate paremaks majandamiseks ja taaskasutatavate materjalide kvaliteedi tagamiseks, samas hinnata ka tehnoloogiate ringmajandusse sobivust ja jätkusuutlikkust.

Professor Riina Aava juhtimisel hakkab ühise eesmärgi nimel tegutsema umbes 40 erineva taustaga Eesti teadlast. Neile lisandub viis Eesti ülikoolide välist nõuandva kogu liiget, nende hulgas suurettevõtte juht, rohepoliitikate nõunik ja mitu tunnustatud professorit. „Koos tööle hakkavate teadlaste uuringute tulemused võivad aidata märkimisväärselt kaasa kestlikule arengule ja ressursside tõhusamale kasutamisele üleilmses kontekstis,“ rõhutab professor Riina Aav.

„Esitasime tippkeskuse taotluse jätkuna oma tegutsemisele meie ülikooli ringmajanduse tuumiklaboris. Viimane tekkis tänu initsiatiivgrupile, kuhu kuulusid teadlased eri valdkondadest – maa- ja keemiateadlased, keemiainsenerid ja majanduseksperdid –, kes soovisid panustada jätkusuutlikku Eesti majandusse,“ avaldab Aav. Justkui peegeldusena ühiskonnas toimuvale hakati ühiselt arutama ja võimalusi otsima, kuidas ülikool ja teadlased saaks veel enam kaasa aidata. Aava sõnul oli vastus lihtne – muidugi oma teadustöö kaudu, näiteks uusi tehnoloogiaid arendades.

„Saime aru, et valdkondadeülesel tegutsemisel on palju plusse. Oma põhitegevuse fokuseerimine ringmajandusele aitab meil enda vastavat kompetentsi arendada ülikoolis. See omakorda aitab tudengeid paremini koolitada, sest kui me laboris seda uurimistööd teeme ja oleme teaduskirjandusega kursis, siis oskame ka tudengitele paremini infot edastada,“ loetleb Aav.

Partneritelt ärikorralduse instituudist tuli infot, et ministeeriumid, kes töötavad välja riiklikke plaane, aga ka kohalikud omavalitsused ja äriettevõtted küsivad majandusteadlastelt nõu, kuid ainult majanduse põhjal uued tehnoloogiad ei sünni – vaja on kaasata inseneri- ja loodusteadlasi. „Hakkasime mõtlema – peame tegema üle-eestilise keskuse, kuhu ei kuuluks ainult Tallinna Tehnikaülikooli inimesed,“ räägib professor.

Aav usub, et üheks nende taotluse tugevuseks oligi see, et projekti raames laiendati tuumiklaboris olevat interdistsiplinaarset tiimi ehk suurendati erinevate teadusvaldkondade esindatust veelgi – nüüd juba regionaalselt. „Tõime Tartu Ülikoolist ja mujalt kompetentse juurde. Näiteks geoloogia instituudi teadlased Rutt Hints ja Veiko Karu on meilt ning lisaks liitus meiega riiklik üksus Eesti Geoloogiateenistus eesotsas Sirli Sipp Kulliga ja maateadlased Tartu Ülikoolist. Akadeemik Kalle Kirsimäe Tartust on ju väga nähtav ühiskonnas ja oma ala tipp,“ loetleb tippkeskuse juht.

Aava sõnul liiguti muudkui samm-sammult edasi. Täpselt nii, nagu ringmajandus näeb ette võimalikult tõhusalt kõige kasutamist, käib see piltlikult öeldes ka teadlaste kohta. Kui geoloogia- ja maavarade teadus keskendub mineraalsetele või anorgaanilistele ühenditele, oli Aava sõnul loogiline samm kutsuda tippkeskusesse Andres Trikkeli uurimisrühm, kus on aastaid tegeldud just anorgaanilisi aineid puudutavate tehnoloogiatega. „Edasi mõtlesime, et kui mineraalse toorme töörühm on olemas, siis üks oluline materjalide klass on igasugused bio-, puidu-, plastikmaterjalid ehk vajame ka süsinikupõhiste toormete töörühma. Mina olen orgaanilise keemia taustaga, lisaks liitusid voolukeemia nooremprofessor Maksim Ošeka ja Tartust professor Lauri Vares, viimane näiteks uurib biopõhiste plastide saamist ja puidu väärindamist,“ jätkab ta.

Ring aina laienes. Järgmisena lisandusid keemiatehnika ja tööstuskeemia valdkonnad – professor Sergei Preis on ekspert veepuhastuse tehnoloogiate alal ja väljapaistev nimi tööstuskeemia vallas on TalTechi juhtivteadur professor Margus Lopp, kelle labori juht Kristiina Kaldas hakkab koos Sergei Preisiga vedama tippkeskuse tööstussiirde töörühma.

„Vesi toormena ei saa kuidagi sellest ringist välja jääda,“ märgib Aav. „Vett aga puhastatakse keemiliste meetoditega. Mida teha nende jääkidega või kuidas neid kasutusele võtta? Selleks on vaja orgaanilise keemia ja ressursside väärindamise teadmisi.“

See keemiatehnoloogia valdkond on aga jälle seotud alusteadustega, et laboris välja töötatud tehnoloogiaid oleks võimalik n-ö suuremas skaalas edasi arendada. Selleks on omakorda vaja leida tööstuslikke partnereid. Seetõttu leiab tööstussiirde töörühmast ka TalTechi Virumaa kolledži uurimisrühmad eesotsas Allan Niidu ja Olga Pihliga. Lisaks suurtööstusele vajab arendamist ka väikeettevõtluse valdkond, mistõttu on tööstussiirde tiimis ka ettevõtlik elektrokeemik dr Ivar Kruusenberg oma uurimisrühmaga TÜ keemilise ja bioloogilise füüsika instituudist.

Lõpuks tuleb tehnoloogiad ka ühiskonda „viia“. „See tähendab, et meie – keemikud, maateadlased ja insenerid – peame suutma leida ühise keele ka majandusinimestega. Mängu tulevad ärikorraldus ja ringsed majandusmudelid, kus töörühma juhiks on Tarmo Kalvet, kes teab, kuidas suhelda ühiskonnaga – riigi ja omavalitsusasutuste, otsustajate ja loomulikult ka ettevõtjatega meie tehnoloogiate teemal.“

Tänu tippkeskusele oli võimalik luua võimalikult erinevate teadlaste ja kompetentside täisring, millel on potentsiaali viia tehnoloogiad ühiskonda. Tulemusteni läheb Aava sõnul siiski veel aega. „Oleme noor koostöörühm, kõik need inimesed tulid selle mõttega kaasa, et hakkame koos tegema. Praeguseks on vaid mõni üksik rühm teinud omavahel koostööd, seepärast pidasin väga oluliseks otsida ka häid väliseid nõuandjaid.“

Tänaseks on kokku lepitud nõustav kogu, kuhu kuulub kolm välismaist professorit: Peter Somfai Rootsist Lundi ülikoolist, Timothy Noël Hollandist Amsterdami ülikoolist ja Sachin M. Chavan Norrast Stavangeri ülikoolist. Lisaks kutsuti nõuandjaks Silmeti juht keemik Raivo Vasnu, kes esindab Euroopa üht strateegilisemat ettevõtet, mis toodab kõrge puhtusega haruldasi muldmetalle, mida on vaja magnetite ja kõikvõimalike elektrimootorite tootmiseks. Sõltumatuks liikmeks kutsuti ka kliimaministeeriumi nõunik Mihkel Krusberg, kes on Euroopa Liidu keskkonnapoliitika kujundaja ning ekspert ringmajanduse ja plastiku alal.

„Mul on tunne, et see meeskond omab väga suurt potentsiaali midagi ära teha. Ja arvan, et just see viiski lõpuks rahastuseni. Esimesed tulemused võiks ühiskonnale nähtavad olla 2025. aasta alguses, kui saame oma tööst juba põhjalikumalt rääkida,“ märgib Aav.