Tootmis- ja ehituskulud avamere tuuleparkide jaoks on vähenenud 60% – vaid ühe aasta jooksul. Erinevalt fossiilkütustest on tuuleenergia alati tasuta, saadaval ja lihtsasti kasutatav. Kuidas see mõjutab energiakasutuse majanduslikku poolt? Kas tuuleenergia on uus võimalus globaalseks kulude vähendamiseks? Mida saab teha selle eesmärgi saavutamiseks?
Ülevaade taastuvatest energiaallikatest ja nende tähtsusest kaasaegses energiamaastikus
Tavapärased allikad: nafta, maagaas, süsivesinikud, jäävad peamisteks ülemaailmseteks energiaallikateks. Kuid nende mõju elektri tootmisele väheneb järk-järgult. Taastuvate energiaallikate osakaal on viimase kümnendi jooksul kasvanud ja ulatub praegu 30%-ni. Tõus on märkimisväärne ja stabiilne isegi kasvava globaalse energiavajaduse taustal. Eriti tähelepanuväärne on kahe taastuva energiaallika domineerimine: päikese- ja tuuleenergia. Koos moodustavad nad üle 13% ülemaailmsest elektritootmisest.
Need arvud viivad meid järeldusele, et puhtad energiaallikad mängivad ülemaailmses energiasiirdes võtmerolli. Viimaste kümnendite areng oli võimalik eelkõige tõttu tehnoloogia arengule ja tootmiskulude vähenemisele. Näiteks, 2021. ja 2022. aasta vahel vähenesid maismaatuuleparkide keskmised kulud 68% ja avamere tuuleparkide kulud 60%.
Kas taastuvenergia kaudu on võimalik kulusid vähendada?
Kas vähenevad tootmis- ja paigalduskulud aitavad kaasa taastuvenergia tootmise kulude vähendumisele? See on kindlasti üks peamisi tegureid. Madalamad kulud tähendavad lühemat investeeringu tasuvusaega.
Kuid see pole ainus tegur, mida tuleb arvestada, võrreldes taastuvenergia ja tavapärase energia kulusid. Kõige olulisem on fakt, et taastuvenergia investeeringud on tööperioodi jooksul väga madalad. See on põhjus, miks taastuvenergia kasutamine on potentsiaalne viis globaalsete kulude vähendamiseks.
Tuuleenergia kui kulutõhus lahendus
Tuuleenergia analüüs ja selle roll kulude vähendamisel
IRENA (Rahvusvaheline Taastuvenergia Agentuur) andmed kinnitavad seda. Tuuleenergia ülemaailmne LCOE (elektrienergia tasandatud kulu, mis on mõõt ühe energiaallika kogu eluea keskmisest tootmiskulust) 2022. aastal oli 52% madalam kui odavaima fossiilkütusel põhineva energialahenduse LCOE. Veelgi enam, see väheneb pidevalt, mis muudab selle veelgi konkurentsivõimelisemaks. Uute maismaa tuuleprojektide puhul vähenes ülemaailmne LCOE aastatel 2021 kuni 2022 5%.
Tuuleenergia kulutegurid
Arutelu taastuvenergia kulude, sealhulgas tuuleenergia ja selle komponentide kohta
Mida tuleb arvestada taastuvenergia kogukulude arvutamisel? On mitmeid tegureid:
– taastuvenergia süsteemide komponentide tootmiskulud: päikesepaneelid, tuuleturbiinid jne;
– süsteemi transpordi ja paigaldamise kulud;
– vajadusel: maa ostmise või rentimise kulud tuule- või päikesepargi jaoks;
– kasutuskulud: hooldus, ülevaatused, remondid, komponentide vahetused jne;
– taaskasutamise või jäätmete ladustamise kulud.
Mis selle loendi juures eriti silma paistab, on see, et taastuvenergia allikatel põhinevad energiasüsteemid tekitavad kulusid peamiselt alguses, tootmis- ja paigaldusetapis. See on põhiline erinevus päikese- või tuuleenergiasüsteemide ja tavapäraste energiasüsteemide vahel, mis vajavad kogu tööperioodi jooksul fossiilkütuseid.
Siiski on oluline öelda, et “tasuta energia” kohta rääkimine tuule- või päikesesüsteemide kontekstis on suur ülepingutus. Iga väiketuulegeneraatori või tuulepargi omanik peaks olema teadlik kuludest ja tegema investeeringu eel mõningast uurimistööd. Oluline on arvestada kohalikke tingimusi: investeering tuuleenergiasüsteemi võib spetsiifiliste asukohatingimuste, suurte vahemaade tõttu tekkinud suuremate transpordikulude ja lisatasude tõttu olla isegi 50% kallim.
Turbiinilabade, tuuleturbiinide tüüpide ja nende mõju kogukuludele
Tuuleenergia tootmise kogukulud sültuvad eelkõige tuuleturbiinide tootmisvõimest. “Tootmisvõime” tähendab siinkohal tõhusust: energiahulka, mida saab toota kindla aja jooksul. See sültub loomulikult ilmastikutingimustest ja tuulepargi asukohast. Kuid üldiselt saame eeldada iga tuuleturbiini keskmist energiahulka ja võrrelda nende tõhusust omavahel.
Millest tootmisvõime sültub? Peamine tegur on tuuleturbiini suurus ja selle komponendid – eriti labad. Mida suuremad on turbiinilabad, seda rohkem mehaanilist tuuleenergiat nad suudavad haarata ja seeläbi rohkem elektrienergiat toota. Kas see tähendab, et suured tuuleturbiinid on kulutõhusamad? Seos kulude ja tõhususe vahel ei ole nii lihtne. Suuremad seadmed ja nende komponendid on tootmisetapis kallimad, samuti vajavad nad keerukamat (ja seeläbi ka kallimat) tugiülekannet transpordi ja paigalduse ajal.
Tootmisvõimega on seotud veel üks oluline aspekt. Tuuleenergia investeerimisel on võimalik valida kahe tuuleturbiinitüübi vahel: horisontaalsed (populaarsemad, tiivikud liiguvad paralleelselt tuule suunaga) ja vertikaalsed (pöörduvad tuule suunaga risti). Esimest tüüpi peetakse tõhusamaks ja seeläbi ka tasuvamaks. Kuid mõlema lahenduse võrdlemiseks tuleb vaadata suuremat pilti. Horisontaalteljelised tuuleturbiinid vajavad rohkem ruumi – kahe seadme vaheline soovituslik kaugus on vähemalt 5 rootori diameetrit. Suuremate tuuleturbiinide puhul võib kaugus ulatuda isegi 200–400 meetrini. See tähendab, et palju maad, mis on ostetud või renditud tuulepargi jaoks, jääb kasutamata. See on varjatud kulu horisontaalteljeliste tuuleturbiinide hooldamisel. Vertikaalteljelised tuuleturbiinid (nagu Freen toodete puhul) on vastupidiselt ruumi kasutamise osas palju tõhusamad. Seda tüüpi turbiine saab kasutada piiratud ruumiga tingimustes (isegi katustel), mis muudab need täiuslikuks kodumajapidamistele.
Tuulegeneraatori hooldus ja selle mõju kulutõhususele
Kas tuuleturbiinide hooldus on kallis? Sellele küsimusele vastamiseks võime tugineda saksa teadlaste uurimistööle. Nad on hinnanud, et tuuleturbiini keskmine hoolduskulu on 1–2 eurosenti kilovatt-tunni kohta. Need väärtused võivad varieeruda sültuvalt tuuleturbiini vanusest ja tehnoloogiast.
Saksa teadlaste hinnangul on tuuleturbiini hoolduskulude struktuur järgmine:
– hooldus ja varuosade ostmine: 26%;
– maa rent: 18%;
– kindlustus: 13%;
– administratsioon: 21%;
– võrgust pärit elektrienergia: 5%;
– mitmesugused kulud: 17%.
Taastuvenergia majanduslikud eelised
Taastuvenergia majandusliku mõju selgitus
Puhta energiaallikate aruteludes keskendutakse kõige rohkem keskkonnamõjule. Kuid taastuvenergia majanduslikku mõju tasub samuti mainida, eriti fossiilkütuste kasvavate uurimis- ja töötluskulude kontekstis.
Taastuvenergia majanduslike eeliste jaotamine tuuleenergia tootmise kaudu
Kokkuvõtteks võime taastuvenergia majanduslikud eelised tuuleenergia tootmisest jagada mitmeks kategooriaks:
– Säästud fossiilkütuste kasutamise piiramise kaudu – see on kõige ilmsem näide kulude vähendamisest tuuleenergia tootmise kaudu. Iga 1 kWh tuuleenergia tähendab 1 kWh vähem energiat tavapärastest allikatest. Fossiilkütuste kaevandamine muutub järjest ebaõnnestunumaks – AIDA (USA-s ja Ladina-Ameerikas tegutseva keskkonnaorganisatsiooni) arvutuste kohaselt maksab mõnes riigis 1 tonni söe kaevandamine rohkem kui selle turuhind.
– Keskkonna- ja tervisealased eelised – neil on samuti oma mõju majandusele. CO2 emissioonide puudumine, tooraine kaevandamise ja põletamise puudumine tähendab kõigi elanikkonna paremat tervislikku taset. Kuidas see kuludega seotud on? Puhtam energia tähendab vähem hingamisteede haigusi ja madalamaid tervishoiukulusid. See seos ei pruugi tunduda ilmne, kuid see on siiski oluline kulude vähendamise tegur, kasutades taastuvenergiat.
– Madalamad fossiilkütuste transpordikulud. Mitte iga tavapärane elektrijaam ei asu naabruses, kus kaevandatakse maagaasi, söe või naftat. Enamikul juhtudel kaevandatakse fossiilkütuseid kaugemal, kui neid muudetakse elektrienergiaks. See tähendab, et iga toodetud energiaühiku kulusse tuleb arvestada transpordikulusid. Tuuleturbiinide puhul on olukord vastupidine: avamere tuulepargid asuvad piirkondades, kus on sagedased ja tugevad tuuled – seega on energiaallikas (peaaegu) alati saadaval.
– Madalamad energiahinnad individuaalsetele tarbijatele – suur taastuvenergia osakaal kogu energiatoormes võib mõjutada ka individuaalsete majapidamiste eelarveid, mitte ainult nende, kellel on tuuleturbiinid.
Mõtled tuuleenergiale üleminekule, kuid ei tea, kust alustada? Las meie aitame! Planeeri tasuta konsultatsioon meie meeskonnaga, et hinnata tuulepotentsiaali sinu piirkonnas.
Edukate taastuvenergia projektide juhtumiuuringud või näited, mis näitavad majanduslikke eeliseid
Üks edulugudest energia tootmise kulude vähendamisel tuuleturbiinide abil on avaldatud USA Energia Ministeeriumi India Energiaametis. Selles kirjeldatakse, kuidas tuuleenergia toetab kaugemaid külasid Alaskal, millel puudub juurdepääs kohalikele fossiilkütustele.
Varem põhines elektritootmissüsteem 9 suure diiselgeneraatori kasutamisel, mida tuli töötada 9 miljoni galloniga õli, mis transporditi riigi kaugematest piirkondadest. Tänu Alaska Village Electric Cooperative’ile (AVEC), mittetulundusühingule, Stebbins Native Corporationile ja USA Energia Ministeeriumi India Energiaameti rahalisele toetusele ehitati tuulepark. See katab energiavajaduse 50% ulatuses, aidates toita Stebbinsi ja Saint Micheli piirkonnas 328 hoonet.
Projekti tulemused olid:
– 104 700 gallonise kütuse ostmise kulude vähendamine igal aastal;
– energiasäästud summas 11,4 miljonit dollarit kogu süsteemi 25-aastase tööperioodi jooksul;
– kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamine 930 tonni aastas – see võrdub 207 bensiini kasutava sõiduki eemaldamisega teedelt.
Tulevikuväljavaade
Võimalikud tulevikuarengud tuuletehnoloogias ja nende oodatav mõju kuludele
Suurimad lootused energia tootmisel on seotud tuuleturbiinide tootmisvõime suurendamisega. Turbiinide ja nende komponentide tootmiskulud on juba oluliselt langenud – kuid me ei saa eeldada, et see trend kestab igavesti. On märke, mis näitavad, et esialgsed kulud võivad järgnevatel aastatel kasvada. 2022. aastal tõstis üks suurimaid tuuleturbiinide tootjaid Nordex oma hindu 12%, tõttu tootmiskulude kasvule.
Olulisem tundub olevat saavutada suurem taastuvenergia tootlikkus (rohkem energiat toodetud tuuleturbiini poolt kindla aja jooksul) sama väärtuse juures. Riikliku Taastuvenergia Labori teadlased leidsid, et tehnoloogilised uuendused võivad suurendada tuuleturbiinide tootmisvõimekust Ameerika Ühendriikides isegi 80% – ja on äärmiselt tõenäoline, et see juhtub sellel aastakümnel.
Võimalused edasisteks taastuvenergia investeeringuteks ja nende mõju kulude vähendamisele
Edasine kulude vähendamine on võimalik otsustajate poolt antava süsteemse toetuse kaudu. Kui valitsused ja energiakompaniid toetavad rohelist energiat, võivad individuaalsed kasutajad oluliselt tunda kulude langust iga kilovati kohta.
Selline toetus on juba olemas mõnes kõrgelt arenenud riigis. Saksamaa on üks näide – tuuleturbiinide omanikud saavad kasu spetsiaalsest tariifist ja taastamistoetusest. Muud võimalused tuuleenergiale ülemineku ja selle kulude osalemise toetamiseks on madala intressiga laenud või teadus- ja arendusprojektide rahastamine. Kõik need tegevused viisid taastuvenergia osakaalu muljetavaldava kasvuni kogu energiatarbimises – 6,5%-lt 2005. aastal 18%-ni 2020. aastal. See tulemus teeb Saksamaast maailma kolmanda suurima tuuleenergial turu.
Lõplikud mõtted taastuvenergia majanduslike eeliste ja väljavaadete kohta
Kuidas saab taastuvenergia kaasa aidata kulude vähendamisele?
Kui uurime taastuvenergia tootmise kulusid, näeme selget suundumust: need vähenevad aja jooksul. Kas see vähenemine on pidev? Palju sültub tehnoloogiast – tuuleenergia on kasumlik ainult siis, kui kasutatakse õiget tehnoloogiat. Energiatõhususe osas on veel palju ära teha. Tuuleturbiinid võivad olla valmistatud taaskasutatavatest materjalidest, nende komponentidel võib olla pikem kasutusiga, nii et neid ei pea aastaid asendama.
Ja see ei käi ainult tuleviku kohta. Freenis keskendume kulude vähendamisele ja tõhususe suurendamisele juba praegu: kõik meie vertikaalsed väikesed tuuleturbiinid on valmistatud metallist, mida saab korduvalt taaskasutada. Siin on mõned andmed, mis näitavad, kui tõhusalt nad töötavad, kasutades näiteks Freen-20 tuuleturbiini:
– see toodab 10-15 korda rohkem energiat, kui ta tarbib;
– see tarbib 2,5 MWh energiat – võrdluseks, keskmine suur tuuleturbiin tarbib 4,5 GWh;
– selle energiatootmise tasuvusaeg algab juba 7 nädala pärast (suurtel tuuleturbiinidel on see 6 kuni 9 kuud) – see tähendab, et selle majanduslikud eelised kaaluvad kulud üle pärast seda perioodi;
– selle kasutusiga on 20 aastat – ja pärast seda aega saab seda taaskasutada, nii et taaskasutuskulud on peaaegu null;
– see toodab ainult 25 g CO2 iga toodetud kWh kohta, mis on vähem kui päikeseelektrijaamade (41 g) ja söeelektrijaamade (1002 g) toodetud CO2 kogus.
