Soojuselektrijaam

11. klass > Füüsika > 4. kursus: Energia

Soojuselektrijaamas muundatakse elektrienergiaks kütuse põlemisel vabanenud soojusenergia.

Soojuselektrijaamas muundatakse koldes kütuse siseenergia kütuse keemilisel põlemisel soojusenergiaks.

Siin tuleb rõhutada, et kütuste siseenergia on omakorda pärit Päikeselt – see on miljonite aastate eest elanud taimedesse salvestunud ja biokeemiliste protsesside tagajärjel muutunud kivisöeks, naftaks, maagaasiks või mis Eestis eriti oluline – põlevkiviks.

Vabanenud soojusenergia juhitakse katlas olevasse vette, selle siseenergia suureneb, vesi läheb keema ning muutub veeauruks.

183

Veeauru siseenergia muundatakse düüsides auru kineetiliseks energiaks – kiiresti liikuv aur suunatakse turbiini labadele, mis panevad pöörlema turbiini rootorid – auru kineetiline energia on muundunud pöörlemise energiaks. Jõuülekandemehhanismidega antakse pöörlemise energia edasi elektrigeneraatorile, kus pöörlemise energia muundub elektrienergiaks, mis peale kõrgepingeks transformeerituna suunatakse vahelduvvoolu võrku.

Eestis aasta jooksul toodetavast umbes 13,3 TWh elektrienergiast (2013. a) umbes 12,8 TWh ehk 96% moodustab soojuselektrijaamades toodetud elektrienergia. Sellest omakorda umbes 11,3 TWh ehk 85% toodetakse Narvas asuvates Eesti Energiale kuuluvates elektrijaamades (pildil), milles kütusena kasutatakse peamiselt põlevkivi. Siiski toodetakse küllalt suur osa soojuselektrijaamades toodetavast elektrienergiast taastuvenergia allikatest – peamiselt biomassist (hakkpuidust) 0,6 TWh (4,5%), aga ka prügist 0,09 TWh (0,7%) ja prügimägedel ning mujal jäätmetest toodetud biogaasist 0,01 TWh (0,08%).

184

Soojuselektrijaamade efektiivsusest rääkimisel on oluline energia tootmist vaadelda kahest aspektist – kütuse kütteväärtuse ning jaama kasuteguri seisukohalt.

Kütuse kütteväärtus iseloomustab 1 kg kütuse põlemisel vabanevat soojusenergia hulka.

185

Mida suurem on kütuse küttevärtus, seda rohkem saadakse tema põlemisel soojusenergiat, seda vähem tuleb teda vajaliku energiakoguse saamiseks põletada ning seda vähem heitmeid tekib. Siiski on soojuselektrijaamades toodetava elektrienergia paratamatud kaasnähud atmosfääri paisatavad süsihappegaas, vingugaas, vääveldioksiid jpt saasteained.

Et keskkonda satuks vähem saasteaineid, tuleb pidevalt tegeleda soojuselektrijaamade täiustamisega – mida kõrgem on jaama kasutegur, seda vähem tuleb seal kütust põletada ning seda väiksem on saastatus.

Soojuselektrijaamade kasutegur jääb tavaliselt vahemikku 33 – 48%. Kui Eesti põlevkivijaamade kasutegurit õnnestuks suurendada 5%, vajaksid jaamad umbes 180 tuhat tonni vähem põlevkivi (pildil põlevkivi maa-alune kaevandus) kui kulub täna, kui Eestis toodetakse kokku umbes 15 miljonit tonni põlevkivi aastas – suurem osa sellest põletataksegi elektrijaama kateldes, kuid üha enam toodetakse põlevkivist ka põlevkiviõli, mille kütteväärtus on suurem ja seeläbi mõju keskkonnale väiksem.

186

Soojuselektrijaama kasutegurit aitab suurendada see, kui koos elektrienergiaga toota nendes ka keskküttesüsteemides tarvitatavat soojusenergiat ja/või auru. Kõrvalprodukte tootvaid soojus¬elektri-jaamu nimetatakse koostootmisjaamadeks.