"Kui me arvutame välja, kui palju toetust keskeltläbi makstakse ühele päikesepargi omanikule ja kui palju selle toetuse eest saaks toetada hoopis akupanga ostu, siis selline toetus muutub koduomanikule mõistlikuks," ütleb Eesti Maaülikooli nooremteadur Heiki Lill.

Oma doktoritöös pakkus ta välja võimaluse, kuidas salvestada kohapeal toodetud taastuvenergiat elumajades. Selleks soovitab Lill paigaldada liginullenergiahoonete tuule- ja päikeseparkidele ülikondensaatorid, mis talletaks kõvema tuule või vahelduva pilvisusega, kuid muidu päikeselise ilmaga tekkinud elektrienergia endasse ja suunaks ülejäägi akupanka. Kuna akupangad on kallid, võiks riik Lille sõnul taastuvenergia eratootjaid nende ostul toetada.

Teel parima säästlikkuseni

"Ülikondensaator on energiatõhususe saavutamiseks selles lahenduses väike osa," märgib Heiki Lill. Ehkki tema sõnul vältab juba mitu aastat majadele päikesepaneelide paigaldamise buum, pole energiaülejääk vaid päikest püüdvate hoonete mure. Päikesest veel ennustamatum on tuulegeneraatorite püütav tuul. 

"Kui tuleb tuulepuhang ja generaator toodab oodatust suurema koguse elektrienergiat, siis näiteks akupank, mis sinna külge on ühendatud, ei suuda seda kõike vastu võtta. Osa toodetud elektrist läheb raisku," kirjeldab Lill.

Siinkohal tulebki kodusele päikese- või tuulepargile appi ülikondensaator, mis tipphetkel toodetud energia endasse salvestab. "Kui tuulepuhang on mööda läinud, siis energia läheb sealt aegapidi edasi kas tarbimisse või akupanka," sõnab Lill. 

Ehkki sarnaseid lahendusi on maailmas pakutud ja tehtud varemgi, oli nooremteaduri eesmärk arvutada välja võimalikult tõhus akupanga ja ülikondensaatori mahutavuse suhe. "Me võime ju panna hulga päikesepaneele oma maja külge ja meeletult suure akupargi sinna juurde. Saame öelda, et akupark varustab meid järgmised seitse nädalat, aga see on häbematult kallis lahendus," osutab ta.

Samuti pole selline massiga löömine Lille sõnul mõttekas, kui olemas on ka optimaalne võimalus. "Leidsime, et akupanga ja kondensaatori optimaalne piir võiks olla 1/1440-le elektrimahtuvuse poolest," ütleb ta.

Riik saab rohetootjad rohelisemaks muuta

Praegu maksab riik päikesepargi omanikele kompensatsiooni võrku müüdud elektrienergia eest. Oma töös pakkus Heiki Lill, et riik võiks toetada roheenergiat tootvaid majaomanikke hoopis akupankade ostul. "Päikesepargi rajajad on kasutanud ka võrku kui akupanka, aga see on tegelikult mitme teraga kirves," põhjendab ta.

Näiteks võib juhtuda, et päikesepargi omanik peab oma toodangut roheliseks ja puhtaks elektriks ning müüb selle võrku. Mahamüüdu asemele ostab ta tarbimiseks hoopis põlevkivijaamas toodetud elektri. "Päikesepaneeli omanik mõtleb, et ta on väga roheline ja tänu temale saab maailm päästetud, aga reaalsuses see päris nii ei ole," osutab Lill.

Tema sõnul oleks palju mõistlikum, kui päikesepaneeliga toodetud elekter tarvitataks ära kohapeal. Selleks on majapidamises vaja mõnd energiasalvestusseadet, millest lihtsaim lahendus oleks akupank. Paraku on akupangad Lille sõnul väga kallid. "Kui hakata seda puhtalt turuhinnaga ostma, siis tihtilugu tavainimesed, kes praegu rajavad endale päikeseparke, ei jaksa seda teha," osutab ta.

Nii võikski riik nooremteaduri sõnul ära kaotada võrku müümise toetuse ja asendada see võrreldavas mahus akupangatoetusega. Nagu öeldud, toetavad ka võrdlevad arvutused, et koduomanikule tuleks see lahendus kasulik. "Siin tuleb mängu ka see, et akude hind on hakanud natuke langema," lisab Lill.

Teisisõnu toodaks iga majapidamine roheenergiat eeskätt enda vajadusteks. "Kui siis midagi jääb üle, tuleks see võrku müüa," soovitab Lill. Majapidamiste isevarustatus on tema sõnul väga oluline ka julgeoleku seisukohalt: praegu tabavad tormide aegu eriti just maapiirkondi elektrikatkestused. "Lahendus peaks siiski olema süsteemne ja läbi mõeldud, et majapidamises oleks tagatud julgeolek vähemalt 24 tunniks," ütleb nooremteadur.

Elekter ahju!

Töö käigus otsis Heiki Lill akupanga kõrval teisi lahendusi, kuhu energiat salvestada. Ta pakkus välja lahenduse, mis hiljem osutus Soomes ja väikesel määral ka Eestis järeleproovituks: kütta elektriga ahju. "Mõte, et hakkame elektriga kütma tavalist küttekollet, pole esmapilgul kuigi ratsionaalne," muigab Lill. "Reaalsus on aga see, et kui seda teha mõistlikult, siis nii võib isegi raha teenida."

Lahendus ei puuduta niivõrd koduseid elektritootjaid kui suuri tuuleparke. "Tuult inimene ei saa teadupärast kontrollida ja kui seda on väga palju, siis elektri hind hakkab langema," selgitab Lill, mööndes, et see puudutab eeskätt tuulepargirikkaid maid. Kui tuulepuhang elektri odavaks ajab, panevad teistsugused elektrijaamad tootmise mõneks tunniks seisma. "Selle kombinatsioonina tekib moment, kus energiatootjatel on mõistlikum maksta tarbijatele peale, et nad tarbiksid energiat," selgitab nooremteadur.

Nii võikski inimene paigaldada oma ahju sisse elektrisauna kütteelemendi ehk tenni. Viimasega koos tuleks ahjuga ühendada tark juhtimissüsteem, mis võtab pidevalt Nord Pool Spotist elektrihindade kohta infot. "Kui hetkel on elektri hind näiteks negatiivne, siis süsteem lülitab tenni automaatselt sisse vastavalt sellele, kas välistemperatuur langeb kütteperioodil või sisetemperatuur vajab reguleerimist," kirjeldab Lill.

Juba sisseehitatud tenn ei riku ahju välisilmet. Muinsuskaitsealustes hoonetes võib tenn anda funktsiooni tagasi eeskirjade tõttu alles jäetud, aga muidu kasutuseta ahjule. "Lahenduse poolt on ka väide, et kui ahju on salvestatud energia, siis ta ei tule sealt kohe välja," lisab Lill. Kui köetud ahi jahtub rusikareeglina 24 tundi, jätkub elektriga küttes toasooja kauemaks. 

Samuti ei välista ahju sisse ehitatud tenn tingimata puiduga kütmist. Siiski, võrreldes omavahel kohaliku küttepuidu ja elektrikütte hinda, võiks Lille sõnul puidult elektrile üle minna ka juhul, kui elekter on puudega sama kallis või odavam. "Kui puuküttega ahjutäie ära kütame, läheb suur osa sellest korstnast välja. Kui elektriga küttes ennem lükkame siibri kinni, võime eeldada, et sealt läheb välja minimaalne kogus," võrdleb ta. Elektrikütte tõhusus küündib tema sõnul seega 99 protsendini. "Ses suhtes elektriga kütmine tundub justkui rohemõtlemine," muigab Lill veel.

Praegune kõrge elektrihind ei takista

"Ma olen mõelnud, et peaks tegema uued arvutused," märgib Heiki Lill töö valmimise ajaga võrreldes praeguseks kõrgeks kerkinud elektrihinna valguses. Hinnatõus on tema sõnul mitme otsaga asi, sest need, kes praegu enda toodetud roheenergiat võrku müüvad, saavad suurema kasumi. Üldiselt hindab ta siiski, et kohapeal tarbitud ja võrku müüdud elektri osakaal jääb samaks.

"Siiamaani on arvestatud, et 75 protsenti normaalse päikesepargi toodangust läheb võrku müüki ja 25 protsenti tarvitatakse kohapeal ära," kirjeldab ta. Ehkki Lille sõnul jätab mõni inimene kindlasti mõne lambi süütamata, ta siiski suuri muutusi ei näe. Ühtlasi leiab ta viimaste aastate Eesti elektrihinna kõikumiste valguses, et negatiivsed hinnad tulevad veel tagasi.

End ise päikese- või tuuleenergiaga varustavaid majapidamisi tuleb Lille sõnul aga üha juurde. "Viimased aastad vastavalt erinevatele määrustele peavad kõik ehitatavad hooned olemagi liginullenergiahooned," ütleb ta. Samuti renoveeritakse üha enam energiatõhusaks vanemaid hooneid.

Oponent: teemale tähelepanu juhtida on tänuväärne

"Selles mõttes on see väga hea töö, et taastuvenergiate areng ja kasutamine – alates meretuulepargist ja lõpetades minu maja katusel oleva ühe päikesepaneeliga –, sõltub salvestamise võimalusest ja -tehnoloogiatest," ütleb doktoritöö kohta Heiki Lille oponent Eesti Inseneride Liidu president Arvi Hamburg.

Lill lahendab tema sõnul kahest aspektist olulist probleemi. "Esiteks on detsentraliseerimine elektritootmises vajalik. See toimub ja peabki toimuma," märgib ta. Teiseks ootaks Hamburg riigilt rohkem regulatsioone, kuidas kohalikku elektritootmist võiks korraldada. "Aksioomi, et tooda ja salvesta täpselt nii palju kui sul endal vaja läheb, polegi ehk vaja püstitada," pakub ta, "on vaja ka võrku müüa. Ainult et nüüd tuleb see koostöö võrguga püsivamalt ära vormistada."

Töös pakutud meetod on tema sõnul üks võimalikest, kuidas taastuvenergia tarbimist ja tootmist omavahel tasakaalu viia. "Kui ma oma kodus toodan elektrit eelkõige päikesega või ka tuulega, siis ma ei tarbi seda sama graafiku järgi, nagu toodan. Ma tarbin nii, nagu minu tarbimise vajadused on," selgitab ta.

Mõte elektriga ahju kütta pole Hamburgi sõnul aga midagi uut. "Ma olen 70 aastat vana ja kui ma olin kümme aastat vana, siis tegime sama vigurit," meenutab ta. Elektrivõrgus töötades panid tema kolleegid samuti tennid ahju ja kütsid ruumid soojaks. "Elektri hinnaregulatsiooni järgi tarbimine toimus juba 50 aastat tagasi," jätkab oponent. Tennid pandi ahju just siis, kui elekter oli odav: üldiselt maksis see neli, kohati kaks ja kolhoosile ühe kopika kilovatt-tunni kohta. 

"Täna võib täpselt sama mõtet arendada. Muidugi elektriga kütmine tänase hinna juures ei pane muigama, vaid see paneb nutma," tõdeb Hamburg. Tema hinnangul mullune elektrihind 35 eurot kilovatt-tunni kohta tagasi ei tule. "Ma olen päris veendunud, et elektri hind jääbki umbes 80 euro peale püsima," leiab ta ja lisab, et selles valguses muutub Lille pakutud tootmise ja salvestamise viis majanduslikult põhjendatuks.

"Kui nüüd natuke tõrva tilgutada sellesse töösse, siis on seal natukene vanad andmed," toob Hamburg esile kitsaskoha. Lille arvutused põhinevad 2018. ja 2019. aastal. "Kui ta oleks võtnud näiteks 2020. aasta andmed, oleks ta saanud tulemuse märksa ilusama," pakub oponent.

Üldiselt leiab ta siiski, et taastuvenergia tootmise ja salvestamise võimaluste populariseerimine laiemale avalikkusele on tänuväärne. "Ükskõik, kas te olete oma maja omanik või mõne ettevõtte omanik, võimalusi on mõlemale olemas," ütleb Hamburg.

Eesti Maaülikooli Tehnikainstituudi doktorant Heiki Lill kaitseb doktoritöö "Erinevate energia salvestustehnoloogiate uudsed rakenduspõhimõtted liginullenergiahoonetes. Novel application principles for energy storage technologies in nearly zero energy buildings. " filosoofiadoktori kraadi taotlemiseks tehnikateaduse erialal 29. oktoobril.