Avaldatud Creative Commonsi litsentsi „Autorile viitamine + jagamine samadel tingimustel 3.0 Eesti (CC BY-SA 3.0)“ alusel, vt http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ee/

Avaldatud Creative Commons litsensi „Autorile viitamine+ jagamine samadel tingimustel 3.0 Eesti (CC BY-SA 3.0) alusel vt http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ee

Energiamajandus. Taastumatud energiavarad.

Koostaja: Ülle Liiber

Energiamajanduse mõisteEnergiamajanduses tegeletakse: energiavarade hankimisega (primaarenergia)

nafta ja gaasi ammutamine, söe, põlevkivi, turba, uraani jm kaevandamine) nende töötlemisega

elektriks (elektrijaamad) mootorikütuseks (nafta töötlemistehased) ahjukütuseks (kütteõlide tootmine)

energia kättetoimetamisega tarbijale (kõrgepingeliinid, jaotusvõrgud, torujuhtmed, tanklad).

Energiaallikate kasutusele võtmine 12. 14. 16. 18. 20. 21.sajand

PUIT

VESI

TUUL

KIVISÜSI

NAFTA

MAAGAAS

TUUMAENERGIA

Metsade massiline raie puidu nappus

Vesiveski hüdroelektrijaam

Tuuleveski tuulegeneraator

Inimeste igapäevane energiatarve kasvab

päevane tarbimine tuh kcal

Mis valdkondades on energia tarbimine kõige enam kasvanud?

Maailma rahvaarv kasvab kiiresti – energia vajadus suureneb

OECD riigidMitte OECD riigidmaailm

miljardit BTU

http://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2011/key_world_energy_stats.pdfhttp://maps.grida.no/go/graphic/energy_consumption_per_capita_2004

Kes on peamised energia tarbijad?

Kuidas jaotuvad energiaallikad? taastumatud

energiaallikad taastuvad

energiaallikad

PÄIKESEENERGIA

tuuleenergia

vee-energia

TUUMAENERGIA

puit jm bioenergia

MAA PÖÖRLEMISE ENERGIA

MAA SISEENERGIA

TERMOTUUMA-ENERGIA

loodete energia tuuleenergia

kivi- ja pruunsüsi

maagaas

nafta

turvas

põlevkivi

uraanimaak

maasisene soojus

Erinevate energiaallikate osatähtsus

süsi25%

gaas21%

tuumaenergia7%

vee-energia2%

muud11%

nafta34%

süsi39%

nafta7%

gaas20%

tuumaenergia16%

hüdroenergia16%

teised2%

Primaarenergia tarbimises

Elektrienergia tootmises

Primaarenergia tootmine maailmas

süsihüdroenergia

naftabiokütused

tuumaenergiamuu

gaas

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1973 2009

Muu

Puit jt biokütused

Tuumaenergia

Hüdroenergia

Gaas

Nafta

Süsi

Analüüsige energialiikide osatähtsuse muutusi primaarenergia tootmises.

http://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2011/key_world_energy_stats.pdf

Mtoe

Kui palju energiat maailmas tarbitakse?

EIA, International Energy Outlook 2011http://www.eia.gov/pressroom/presentations/howard_09192011.pdf

maagaassüsi

tuumaenergia

vedelkütused sh biokütused

taastuvad energiaallikad

Miljardit BTU

Analüüsige energialiikide osatähtsuse muutusi primaarenergia tootmises.

Kellel on kõige suuremad naftavarud?

http://en.wikipedia.org/wiki/Oil_reserves

Peamised nafta leiukohad

miljardit m3

42 055

4714

1180

4040

3235

3040

1555

1614

2134

2275

2404

Põhja-Ameerika

6%

Euroopa1%

Ladina-Ameerika

9%

Aasia14%

Aafrika9%

Lähis-Ida 61%

Naftavaru regioonides

Pindalakaart, mis näitab hästi energiavaru riikides

http://www.environmental-action.org/images/map01_1024.jpg

Tähiseid naftatootmise ajaloos6000-4000 eKr tunti naftat juba Eufrati orus, Hiinas, Egiptuses.1859 – rajati esimene nafta puurauk Titusville lähedale (loode Pennsylvanias).1890 – massiline autode tootmine tekitas ka suure nõudluse naftale.Alates 1950. muutus nafta kõige enam kasutatavaks energiaallikaks.1960 – Venezuela eestvedamisel loodi OPEC, kuhu kuulusid Iraan, Kuveit, Saudi Araabia,

(tänapäeval 11 liikmesriiki), et kaitsta nafta hinda maailmaturul.1973 – Araabia naftaembargo (keelduti müümast naftat USA-le ja teistele lääneriikidele,

sest need toetasid Iisraeli.1978-1980 – Iraani revolutsioon – (tootmine vähenes esialgu Iraanis, siis OPEC-is ja nafta

hinnad kahekordistusid). 1980-1985 - OPEC hoiab hinna üleval tootes vähem naftat.1990-1991 – Pärsia lahe kriis. Iraagi invasioon Kuveiti. Nafta hind kerkis järsult.1990 – puhta õhu akt – et kütused saastaks vähem atmosfääri.1997-1998 Aasia majanduskriis, nõudlus nafta järele vähenes.2001 – Nafta nõudluse kasv.2005 – Orkaanide rekordaasta. USA nafta infrastruktuur sai märkimisväärselt

kannatada.

Naftatööstus Tähtsus - 40% kogu energiatarbimisest!Taastumatu, traditsiooniline energiavaraPaigutus:Nafta ammutamine ja transport Leiukohad! toornafta

Naftatöötlemine sadamad, torujuhtmete ja transporditeede lähedus.

Naftatööstus vajab palju kapitali ja uurimis- ning äriteenuseid rahvusvahelised firmad!

Kes on peamised nafta tootjad?

100 200 300 400 500 mln t

12,6% maailma toodangust

11,9%

8,5%

5,7%

5%

4%

3,8%

3,6%

3,3%

3,2%

Need 10 riiki annavad ligi 62% maailma toodangust

Nafta eksport ja import

http://oilgasinformation.com/oil-tradinghttp://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2011/key_world_energy_stats.pdf

EKSPORT IMPORT

313 mln t 510 mln t

100

100

247 199

124 179

68 56

Kuidas nafta hind maailmaturul kõigub?

http://gulzar05.blogspot.com/2011/03/oil-price-rise-update.html

1950 1960 1970 1980 1990 2000

Korea sõda1950-1953

Vietnami sõda1950-1970

Yom Kippuri sõda Araabia nafta-embargo 1973

Iraani revolutsioon

1979Pärsia lahe sõda 1990

11. september 2001

Majanduskriis 2008-2009

USA sissetung

Iraaki 2003

107.94$1980

146.57$2008

Nafta hinda mõjutavad looduslikud, majanduslikud, poliitilised tegurid.

Kuidas mõjutab nafta hinna kõikumine naftat importivate ja eksportivate maade majandust?

Aserbaidžaan naftapumpamine

Naftatorud Liibüas

Nafta pumpamine Mehhiko lahest

Naftaplatvormil Deepwater Horizon pumbati naftat 2400 m sügavuselt ookeani põhjast.

http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect3/Sect3_6a.htmlhttp://bpoilspillcrisisinthegulf.webs.com/deepwaterhorizon.htm

3860 tegutsevat naftaplatvormi

LUGEGE Erik Pura blogi http://erikpuura.wordpress.com/2010/07/18/naftakatastroof-%e2%80%93-aeg-jarele-moelda-kogu-maailmas/

Mehhiko lahe naftakatastroof – üks suurimaid maailmas

20. aprillil 2010 toimus plahvatus Deepwater Horizon naftaplatvormil. 11 töötajat hukkus.

Merre lekkis 20. aprillist kuni 15. juulini iga päev u 5600- 9500 m3 naftat.

Täielikult suudeti puurauk sulgeda ja leke peatada alles 19. septembril 2010.

Mehhiko lahte lekkis üle 4,3 mln barreli ehk üle 610 000 tonni naftat.

http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect3/Sect3_6a.htmlhttp://bpoilspillcrisisinthegulf.webs.com/deepwaterhorizon.htm

Naftakatastroofid läbi aegade

http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect3/Sect3_6a.html

Vedelkütuste tarbimine eri sektorites

mln barrelit päevas

Transport

Tööstus

EhitusElektri tootmine

http://www.eia.gov/forecasts/ieo/liquid_fuels.cfm

Nafta kasutamise eelised ja puudused

EelisedSuur kütteväärtusTransportida saab suuri koguseid tankeritega ja torujuhtmetega

PuudusedPuuraugud merre – keeruline ja kallisOht mere reostumiseks ja pinnase saastumiseksVajab puhastamist lisanditestVajab ümbertöötlemist

Naftavarud ja paiknemineLähis-Ida - 66% maailma naftavarudest! (1/3 maailma naftast toodetakse siin, suurem osa viiakse välja !)Saudi-Araabia, Iraak, Araabia ÜE, Kuveit, Iraan

Ladina-Ameerika - 12%Venezuela, Mehhiko, …….Brasiilia

Ida-Euroopa – 6% Venemaa

Ida- ja Kagu-Aasia – tarbivad enamuse ise, naftariike vaid üksikud(Brunei), teised ostavad toornaftat sisse Hiina, Indoneesia

Euroopa Venemaa – ekspordib ligi poole toodangust!

Norra, Suurbritannia (Põhjamere nafta)

Enamasti ostavad nafta sisse!!!

Põhja-Ameerika USA – toodab ja ostab toornaftat sisse – oma vajadusteks

Kanada – enda energiavajaduseks, müük

Tuntumad torujuhtmed

BTC – Kaspia naftat Venemaa osaluseta - BP juhitav konsortsium (Bakuu-Thbilisi – Ceyhan)

Sõprus (Družba) – 5000km – Venemaa,Valgevene

Kasahstan-Hiina – 2006 avatud, Hiina, Kasahstani naftakompaniid

Naftatöötlemistehase põleng Inglismaal

Maagaas

EelisedSuurim kütteväärtus !Puuraukudes surve all pumbata pole vaja!Ei vaja ümbertöötlemistPõletamisel vähe saasteaineid! keskkonnasõbralikeim

PuudusedTransport torujuhtmetega või laevadega veeldatult kallis ja ohtlik!

Maagaasi kasutusalad ja varud

KasutusaladSEJ – elektri tootmiseksSoojamajandusKeevitustöödelKeemiatööstus - (N väetis)

VarudLähis-Ida 36%Venemaa ja SRÜ 36%(Maailma suurimad kasutamata varud Arktikas)Aasia 8%Aafrika 7%

Peamised gaasi tootjad, eksportijad ja importijad

Jaapan

Saksamaa

Itaalia

USA

Prantsusmaa

L-Korea

Türgi

ÜK

Ukraina

Hispaania

EKSPORT mld m3 IMPORT mld m3

637 613

160 145 121 107 97 89 88 82

Venemaa

USA

Kanada

Iraan

Katar

Norra

Hiin

a

Holla

nd

Indon

eesia

Saudi Ara

abia

TOOTMINE mld m3

http://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2011/key_world_energy_stats.pdf

Gaasijuhtmed ja –vood Euroopas

VAATA! Interaktiivne gaasi voogude kaart http://www.iea.org/gtf/index.asp

Kildagaas – kas muutus energiaturul?

• Vee rõhk purustab kivimi ja täidis ei lase purunenud kivimil tekkinud kollektorit ummistada, sinna koguneb vabanenud gaas, mis puuraugu kaudu maapinnale pumbatakse.

• Erinevalt maagaasist on kildagaasi võimalik toota sesoonselt, just niipalju, kui on nõudlust.

• Fossiilsete kütuste kallinemise tõttu on üha enam hakatud tootma kildagaasi. Eriti märgatavalt on tootmine suurenenud USA-s.

• Kildagaas on kiltkivi tillukestesse pooridesse ja pragudesse kogunenud maagaas.

• Gaas saadakse pooridest ja pragudest kätte horisontaalsesse puurauku suure surve all pumbatud vee ja täitematerjali seguga.

http://www.triskelenergy.com/projects/gas/http://www.bbc.co.uk/news/uk-england-lancashire-14990573

Kildagaasi tootmise mõju keskkonnale• Kildagaasi puurimise käigus võib põhjavesi reostuda metaaniga, samuti

kemikaalidega, mida lisatakse puurauku pumbatavasse ja kivimi purustamiseks vajaminevasse vette.

• Pinnavesi võib reostuda puuraugust väljapumbatava saastunud veega. • See võib takistada kildagaasi tootmist, eriti tiheda asustusega piirkondades.• 2011. aastal keelas Prantsusmaa kivimite hüdraulilise purustamise kildagaasi otsimiseks ja ammutamiseks.

http://en.wikipedia.org/wiki/Shale_gashttp://energiajulgeolek.blogspot.com/

Kiltkivi on maailmas levinud kivim ning paljud gaasifirmad on asunud uurima kildagaasi tootmisvõimalusi.

Tahked kütused

http://www1.newark.ohio-state.edu/Professional/OSU/Faculty/jstjohn/Common%20rocks/Peat.htmhttp://www.chemical-engineering.co/2011/06/27/bituminous-coal/http://en.wikipedia.org/wiki/Anthracitehttp://museumvictoria.com.au/melbournemuseum/discoverycentre/600-million-years/timeline/tertiary/brown-coal/http://www.physic.ut.ee/materjalimaailm/Kirjed/Fossiilkutused.htm

kivisüsi

turvas

antratsiit

puit pruunsüsi

põlevkivi

Tahked kütused

KivisüsiPruunsüsiPõlevkivi Turvas

SE jaamades küteKoksisüsi metallurgiasKeemiatööstus

Kohalik kütus katlamajades

Kivisüsi• 27% maailma primaarenergiast annab süsi. • Sütt kaevandatakse 50 riigis. Suurimad tootjad on: Hiina, USA, India, Austraalia

ja Lõuna-Aafrika Vabariik. • 40% maailma elektrienergiast toodetakse söest. Lõuna-Aafrikas, Poolas (üle

90%), Austraalias, Hiinas ligi 80% Indias ligi 70%, USAs ja Saksamaal ligi 50% elektrienergiast.

• 13% kaevandatud söest (koksisüsi) kasutatakse terasetööstuses.• Kivisütt on ohutu transportida, ladustada ja kasutada.• Kivisöe tootmine on viimase 25 aasta jooksul kasvanud 50%.

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Strip_coal_mining.jpghttp://www.worldcoal.org/coal/coal-mining/http://www.energytribune.com/articles.cfm/1224/Crunching-the-Data-The-Ten-Most-Coal-Reliant-Countries

Tähiseid söetootmise ajaloos• 13.-14. sajandil kaevandati vähestes kogustes kivisütt

paljudes Euroopa leiukohtades (Yorkshires Lõuna-Walesis, Ruhri piirkonnas Kirde-Prantsusmaal, Belgias, Hollandis jm).

• Kaevandati peamiselt karjäärides (maksimaalselt 15 m sügavuselt).

• Esialgu kasutati sütt majade kütmiseks ja vaid mõnedes tööstusharus.

• 16. sajandi puidukriis sundis kivisütt laialdasemalt kasutama.

• 19. sajandil hakkas kivisöe tootmine kiiresti kasvama.Kui 1800.a. toodeti 15 milj t, siis sajandi lõpus juba 700 milj t peamiselt Euroopas (suurim tootja ja tarbija Suurbritannia).

• Ameerika Ühendriikides sai süsi ainuvalitsevaks hiljem – 1880. keskpaigas (rohkem kasutati vee-energiat, jätkus ka puitu).

• Jaapanis muutus süsi kõige olulisemaks kütuseks veelgi hiljem.

Eelised ja puudusedSuured varudUued kaevandused hästi mehhaniseeritud

Saastatus - CO2 jt. Kasvuhoonegaasid; SO2 ja happevihmadKaevandamine keeruline, ohtlikKarjäärid ja maastikudTransport kulukas ja mahukasEELISED

PUUDUSED

Söe kaevandamine

Millistel riikidel on suurimad söevarud?

http://kids.britannica.com/comptons/art-143386

Aafrika6%Austraalia

9%

Euroopa sh Venemaa

27%

Aasia28%

Põhja-Ameerika

28%

Kesk- ja Lõuna-Ameerika

2%

mln t

Kes on peamised söe tootjad ja tarbijad?

Tarbimine milj t Mis riigid ekspordivad suurema osa oma toodangust? Miks Hiina, USA ja India nii vähe sütt ekspordivad?

Tootmine milj t

eksport

import

http://teeic.anl.gov/er/coal/activities/construct/index.cfm

Austraalia – suurim kivisöe eksportija• Austraalia söevarud paiknevad enamasti

riigi idaosas.• Riigis on üle 100 söekaevanduse, neist 60

on karjäärid. • Austraalia on maailmas neljas söetootja.

2003. a. oli toodang 373.4 milj t.• Ligi 60% toodangust eksporditakse, see

on kokku 29% maailma söeekspordist.

Ü. Liiberi fotod

Miks Austraalia ekspordib sütt just nendesse riikidesse?

Põlevkivi• Põlevkivi on miljonite aastate jooksul merepõhja settinud taimede-ja loomade

kivistunud jäänused, mis sisaldavad orgaanilist ainet;• Kütteväärtus on madalam kui kivi- või pruunsöel, sisaldab palju mittepõlevat mineraalosa.• Suured põlevkivivarud on:

USA-l, Austraalial, Kanadal, Brasiilial, Venemaal. • Eestimaa põlevkivi e kukersiiti on tänaseks kaevandatud u 1 miljard tonni.• Põlevkivi kaevandusala u 450 km².

Kaevandamiskihi paksus on 2,7-2,9 m• Energeetilise põlevkivi kütteväärtus on 8,6 MJ/kg, õlisaagis 15 – 30 %, tuhasus - 50%, väävlisisaldus 1,7%• 1 kWh elektrienergia tootmiseks kulub 1,4 kg põlevkivi

Tuumaenergia

EELISEDSuur energiahulkVähe tooret Vähe õhusaastet

PUUDUSEDJaama rajamine kallisPotentsiaalne ohtlikkusRadioaktiivsed jäätmed

Tuumaenergia• Tuumaelektrijaamades toodetakse 19,6% kogu maailma elektrienergiast.• Suurim tuumaenergia osakaal kogu elektrienergiatoodangust on: Prantsusmaal (78%) Leedu (70%) Slovakkia ja Belgia (55%) Rootsi (50%)

VAATA! Kuidas töötab tuumaelektrijaam

http://www.tahvel.ee/Fail:Tuumaelektrijaam.swf

Suurimad tuumaenergia tootjad

0

20

40

60

80

100

USA

Prants

usmaa

Jaap

an

Venem

aa

Saksa

maa

Korea

Kanad

a

Ukrai

na ÜK

Rootsi

19,9%

76,226,9

16,5 23 32,7 15 48 18,6 50

Tuumaenergia toodang TWh0 200 400 600 800

USA

Muu maailm

Prantsusmaa

Jaapan

Venemaa

Korea

Saksamaa

Kanada

Ukraina

Hiina

ÜK

30,8%15,4%

15,2%10,4%

6,1%5,5%5,0%

3,3%3,1%

2,6%2,6%

osatähtsus maailmas

Installeeritud võimsus GW

osatähtsus riigi elektrienergia toodangus

http://nuclearpowerandradiation.blogspot.com/2011/05/what-are-benifits-of-nuclear-power.html

Aatomielektrijaamade paiknemine maailmas

Viis argumenti tuumaenergia vastu• Tuumaenergia on kallis. Uue põlvkonna tuumaelektrijaama rajamise kulud on

poole suuremad kivisöel või gaasil töötava energiajaama ehitamiskuludest.• Endiselt on probleemiks tuumajäätmete turvaline hoiustamine. • Arvatakse, et keskmise kasutamisaktiivsuse juures jätkuks uraani 2035. aastani.

Muidugi on võimalik, et edasise uurimistegevuse käigus avastatakse uusi leiukohti ja uued tehnoloogilised läbimurded võiksid vähendada uraani vajadust.

• Tuumajaamad on terroristide sihtmärgiks. • Tõsisem õnnetus tuumajaamas ohustab tõsiselt ümbruskonda.

Plahvatus Fukushima tuumajaamas pärast tsunamit 2011. aastal

Rong tuumajäätmetega