Loe Juri Belikovi arvamusloo pikemat versiooni teadusportaalist Novaator. 

Viimastel aastatel on muutunud see, kuidas me energiat toodame, juhime ja tarbime.  Taastuvad energiaallikad ja hajutatud tootmine, mida toetavad IT tehnoloogiad, aitavad vähendada CO2 heitkoguseid ja pakuvad säästvaid võimalusi energia tootmiseks ja tarbimiseks. Samas on traditsiooniliste energiaallikate asendamine taastuvenergiaga ülemaailmne väljakutse, milleks kaasatakse valitsusi, organisatsioone, teadlasi ja insenere.

Rohkem kui õiguslik küsimus

Kui see on nii oluline ja vajalik muutus, siis miks see ei edene kiiremini? Kas need on ainult õigusaktide ja määruste küsimused? Vastus on „ei“. Kahtlemata on õigusaktid ja eeskirjad olulised elektritootmise protsessi muutmiseks, kuid lisaks neile on taastuvate energiaallikate integreerimisel elektrivõrku teisigi keerulisi tehnoloogilisi väljakutseid. Näiteks päikesekiirgus muutub päeva jooksul ja öösel on see null. Tuule muutumine on enamikus kohtades veelgi vähem prognoositav. Samal ajal traditsioonilise elektritootmise puhul, mis põhineb fossiilsete kütuste põletamisel, on väljundvõimsus juhitav. Taastuvatest energiaallikatest võrku antav võimsus varieerub ja on ainult mingil määral prognoositav. Kõik see mõjutab negatiivselt energiavarustuse põhiprintsiipi: tasakaalu säilitamist tootmise ja tarbimise vahel.

Taastuvaid energiaallikaid ei saa harjumuspäraselt juhtida

Eespool nimetatud tasakaal tähendab, et elektritootmine peab igal hetkel olema võrdne tarbimisega. Seega, kui ligikaudne tarbimine on igal ajahetkel teada, kohandavad traditsioonilised elektrijaamad end nii, et nad annaksid sama palju vajalikku elektrienergiat. Taastuvaid energiaallikaid ei saa sama täpselt juhtida. Kuna nad katavad praegu vaid osa nõudlusest, on oluline integreerida neid elektrivõrkudesse, kus nad töötavad koos traditsiooniliste energiaallikatega.

Kui sellele lisada veel üha kasvav päikeseenergia hulk, siis oleme siin Eestis suveperioodil valmis nn nähtuseks, mis varem oli ainulaadne lõunapoolsetele riikidele – „duck curve“ efekt. See kõver kirjeldab energiatarbimise muutusi päeva jooksul. Näiteks on kodumajapidamiste elektritarbimine pärastlõunal suhteliselt madal, kuid õhtul tõuseb järsult. Kui nõudluse järsku suurenemisele reageeritakse üksnes tavapärase elektritootmise suurendamisega, koormatakse traditsioonilisi elektrijaamu tohutult, mis toob kaasa ebatavalised kulud ja suuremad saasteainete heitkogused.

Millised on lahendused?

Lihtne lahendus on elektrienergia piiramine, st taastuvatest energiaallikatest saadava energia tahtlik vähendamine. See lahendus ei ole ilmselgelt soovitav, sest see vähendab taastuvenergia osakaalu kogu toodetud elektrienergias, mis muudab traditsioonilised ressursid üha olulisemaks.

Mida siis saab teha? Lihtne lahendus oleks salvestada taastuvenergia ülejääk, mida siis kasutada tipptundidel. Kuid energia salvestamine suures mahus ei ole lihtne.

Teine väljakutse on tootmiskiiruse piiramine. See on kiirus, millega tavapärased generaatorid on võimelised kiiresti muutma oma väljundvõimsust, suurendama või vähendama, et kohaneda taastuvenergia tootmise oluliste muutustega. Selline parameeter piirab seda, kui palju taastuvatest energiaallikatest saadavat energiat on võimalik võrku saata. Siinkohal tulevadki mängu uued algoritmid, mille eesmärk on "siluda" taastuvenergia tootmise kõikumisi, nihutades koormust võrgus vastavalt tarbimisele. Vähese tarbimise tundidel energiat salvestatakse ja tarbimise tipptundidel, kui energiat on rohkem vaja, siis "süstitakse" seda jällegi võrku.

Ühe näite salvestussüsteemide jaoks mõeldud optimaalsest juhtimismeetodist leiab hiljutisest Taltechi ja Technioni teadlaste kirjutatud teadusartiklist.

*Arvamuslugu on inspireeritud Hando Sutteri ettekandest Eesti Energia suurkliendi seminaril septembris (vt tema sõnavõttu alates 33. minutist). Sutter räägib, kuidas arvatavasti tuleb salvesteid lähiaastail palju juurde, mis omakorda aga suurendab just seda probleemi, mida mainin ka artiklis seoses tavaliste generaatorite tootmiskiiruse piiramisega.