Põllumajandusministeeriumi ja Maaelu ... - bioenergybaltic
Põllumajandusministeeriumi ja Maaelu ... - bioenergybaltic
Põllumajandusministeeriumi ja Maaelu ... - bioenergybaltic
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
LISA 1<br />
Aruanne biomassi <strong>ja</strong> bioenergia kasutamise edendamise sihtprogrammi elluviimisest<br />
Aruanne on koostatud vastavalt <strong>Põlluma<strong>ja</strong>ndusministeeriumi</strong> <strong>ja</strong> <strong>Maaelu</strong> Edendamise<br />
Sihtasutuse vahel sõlmitud lepingutele nr 436 (14.12.2006) <strong>ja</strong> nr 140 (05.04.2007) <strong>ja</strong> ka<strong>ja</strong>stab<br />
rahade kasutamist seisuga 31.12.2007.<br />
Lepingute täitmise aruande koostamisel on võetud aluseks „Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia<br />
kasutamise edendamise arengukava aastateks 2007-2013 rakendusplaani” ülesehitus.<br />
EESMÄRK 1: TAGADA BIOMASSI JA BIOENERGIA KASUTAMISE EDENDAMISEKS<br />
VAJALIK TEADUS- JA ARENDUSTEGEVUS<br />
MEEDE 1: Teadus- <strong>ja</strong> arendustegevus biomassi <strong>ja</strong> bioenergia kasutamise edendamiseks<br />
va<strong>ja</strong>liku infrastruktuuri loomiseks, innovatsiooniks ning tehnoloogia <strong>ja</strong> oskusteabe<br />
siirdeks<br />
Sõlmitud lepingute maksumus on 4 592 699,92 krooni.<br />
Tellitud uuringute lähteülesanded, vahearuanded, esitlusmater<strong>ja</strong>lid on avaldatud veebilehel<br />
www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee.<br />
Lõpparuanded koos eesti <strong>ja</strong> inglise keelsete kokkuvõtetega ning MTÜ Pirgu poolt teostatud<br />
teadustööde aruannete analüüs avaldatakse veebilehel www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee 25.01.2008.<br />
Uuringute eesti <strong>ja</strong> inglise keelsed kokkuvõtted ning MTÜ Pirgu poolt teostatud teadustööde<br />
aruannete analüüs on lisatud käesolevale aruandele paberkand<strong>ja</strong>l.<br />
Sõlmitud lepingud:<br />
1. Maaressursi <strong>ja</strong>otuse analüüs. Teosta<strong>ja</strong> Eesti Maaülikool, maksumus 600 000 krooni<br />
(Lisa 2);<br />
2. Eestis olemasoleva, praeguse või juba kavandatud tootmise-tarbimise juures tekkiva<br />
biomassi ressursi hindamine. Teosta<strong>ja</strong> Eesti Maaülikool, maksumus 500 000 krooni<br />
(Lisa 3);<br />
3. Rohtsed energiakultuurid Eestis. Teosta<strong>ja</strong> Eesti Maaülikool, maksumus<br />
215 000 krooni (Lisa 4);<br />
4. Puittaimede kasutusvõimalused energiakultuurina Eestis. Teosta<strong>ja</strong> Eesti Maaülikool,<br />
maksumus 207 500 krooni (Lisa 5);<br />
5. Päideroo, teravil<strong>ja</strong>de <strong>ja</strong> kanepi kasutusvõimalused energiakultuurina Eestis. Teosta<strong>ja</strong><br />
Jõgeva Sordiaretuse Instituut, maksumus 350 000 krooni (Lisa 6);<br />
6. Galeega <strong>ja</strong> lutsern energiakultuuridena Eestis nii kuiva massina otsepõletamiseks kui<br />
toore massina edasiseks ümbertöötlemiseks. Teosta<strong>ja</strong> Eesti Maaviljeluse Instituut,<br />
maksumus 80 000 krooni (Lisa 7);<br />
7. Biomassi tehnoloogiauuringud <strong>ja</strong> tehnoloogiate rakendamine Eestis. Teosta<strong>ja</strong> Tallinna<br />
Tehnikaülikool, maksumus 2 000 000 krooni (Lisa 8);<br />
1
8. Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia valdkonna tururegulatsiooni uuringud. Teosta<strong>ja</strong> Ernst &<br />
Young, maksumus 565 199,92 krooni – lõpparuanne esitatakse <strong>ja</strong> tehakse avalikuks<br />
veebilehel 05.03.2008;<br />
9. Teadusuuringute aruannete analüüs, milles tehakse ettepanekud arengukava järgmise<br />
etapi koostamiseks <strong>ja</strong> rakendamiseks ning indikaatorid arengukava järgmise etapi<br />
elluviimise hindamiseks. Teosta<strong>ja</strong> PIRGU MTÜ, maksumus 75 000 krooni (Lisa 9).<br />
MEEDE 3: Andmete va<strong>ja</strong>duse planeerimine, andmete kogumine, analüüs <strong>ja</strong> avaldamine<br />
1. Eesti biokütuste turu hinnamonitooringu süsteemi loomine <strong>ja</strong> regulaarsete<br />
hinnavaatluste läbiviimine. Teosta<strong>ja</strong> Eesti Konjunktuuriinstituut, maksumus<br />
171 000 krooni;<br />
Kogutud hinnainfo märts-detsember 2007 on avaldatud veebilehel<br />
www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee.<br />
EESMÄRK 2: TÕSTA TARBIJATE, INVESTORITE, ETTEVÕTJATE JA TURGU<br />
REGULEERIVATE POLIITIKA KUJUNDAJATE TEADLIKKUST<br />
MEEDE 4: Teavitustegevus<br />
Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia veebilehe tegemine <strong>ja</strong> haldamine:<br />
Veebileht tehti avalikuks 01.05.2007. Veebileht asub Best IT OÜ serveris. Veebilehest<br />
teavitati avalikkust läbi erinevate meediakanalite (Maaleht, Maahommik, Äripäev jt.) ning<br />
otsesuhtlemisel põlluma<strong>ja</strong>ndusorganisatsioonide, LEADER gruppide, teadusasutuste <strong>ja</strong><br />
ettevõt<strong>ja</strong>tega.<br />
1. Veebilehe loomine, teosta<strong>ja</strong> Best IT OÜ, maksumus 112 336 krooni;<br />
2. Veebilehe hooldus- <strong>ja</strong> majutustööd, teosta<strong>ja</strong> Best IT OÜ, maksumus 18 585 krooni /<br />
tasutakse kuupõhistemaksetena 2 065 krooni kuus, väl<strong>ja</strong> makstud 10 325 krooni<br />
(ülejäänud osa tasuti <strong>Põlluma<strong>ja</strong>ndusministeeriumi</strong>ga sõlmitud Käsunduslepingu nr 279<br />
alusel);<br />
3. Veebilehe koolituse läbiviimine Läti <strong>ja</strong> Leedu kolleegidele, teosta<strong>ja</strong> Best IT OÜ,<br />
maksumus 24 511 krooni;<br />
4. Töövõtuleping on sõlmitud veebitoimeta<strong>ja</strong>ga kodulehe administreerimiseks,<br />
maksumus 119 970 krooni, väl<strong>ja</strong> makstud 53 320 krooni (ülejäänud osa tasuti<br />
<strong>Põlluma<strong>ja</strong>ndusministeeriumi</strong>ga sõlmitud Käsunduslepingu nr 279 alusel);<br />
5. Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia alase info tõlkimine eesti keelde <strong>ja</strong> eesti keelse info tõlkimine<br />
inglise keelde. Tõlgitud info avaldatakse kodulehel, teosta<strong>ja</strong> Interlex OÜ. Tõlkeid<br />
tellitud <strong>ja</strong> väl<strong>ja</strong> makstud summas 66 743,63 krooni;<br />
6. Käsiraamatu "Handreichung Biogasgewinnung und -nutzung" tõlkimine saksa keelest<br />
eesti keelde, töö valmib 01.05.2008. Teosta<strong>ja</strong> Eesti Põllumeeste Keskliit, maksumus<br />
65 000 krooni. Käsiraamat avaldatakse veebilehel www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee;<br />
7. Kir<strong>ja</strong>nduse <strong>ja</strong> publikatsioonide põh<strong>ja</strong>l koostatakse valdkonna ülevaade sh näited Eesti<br />
varasematest kogemustest, koostatakse andmebaas taimeõli külm- <strong>ja</strong><br />
kuumpressimistehnoloogiatest <strong>ja</strong> diiselmootorite lisaseadmetest. Teosta<strong>ja</strong> Eesti<br />
Maaülikool, maksumus 80 000 krooni. Koostatud ülevaade avaldatakse veebilehel<br />
www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee;<br />
2
Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia teema ka<strong>ja</strong>stamine meedias, trükised, seminaride<br />
korraldamine ning osalemine rahvusvahelistel konverentsidel:<br />
1. Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia alase statistika <strong>ja</strong> hinnainfo kogumise seminar Meriton Hotellis<br />
12.02.2007, maksumus 5 355 krooni;<br />
2. Maalehes avaldatud pressiteade „MES tegeleb bioenergiaga” 08.03.2007, tasutud<br />
MESi eelarvest;<br />
3. Bioenergia seminar teavitustegevuse planeerimiseks Raudo<strong>ja</strong>l 09.03.2007, maksumus<br />
5 000 krooni;<br />
4. Maama<strong>ja</strong>nduse peatoimeta<strong>ja</strong> Heiki Raudla <strong>ja</strong> JK Otsa talu juhatuse liige Madis Kiisk<br />
osalesid 12.-16. märts 2007 International Energy Farming Congress’il, maksumus<br />
32 719,76 krooni.<br />
Teema ka<strong>ja</strong>stamiseks laiemale avalikkusele avaldati kongressi sisu <strong>ja</strong> Eesti bioenergia<br />
alast tegevust tutvustavad artiklid Maalehes „Ärge põletage toiduvil<strong>ja</strong>” 29.03.2007 <strong>ja</strong><br />
Maama<strong>ja</strong>nduses „Biogaasi plahvatus” aprill 2007;<br />
5. Äripäev on-line ilmunud pressiteade „Valmis biomassi <strong>ja</strong> bioenergia alast tegevust<br />
tutvustav veebileht” 07.05.2007 <strong>ja</strong> Äripäeva paberväl<strong>ja</strong>andes ilmunud pressiteade<br />
„Bioenergia kohta leiab info veebist” 21.05.2007;<br />
6. Maahommikus bioenergiat alast tegevust <strong>ja</strong> bioenergia kodulehte tutvustav saatelõik<br />
26.05.2007, tasutud MESi eelarvest;<br />
7. Maalehes avaldatud bioenergia alast tegevust tutvustav artikkel „Bioenergia – uus<br />
võimalus ettevõtluseks maal” 24.05.2007, tasutud MESi eelarvest;<br />
8. Õppereis Hollandisse <strong>ja</strong> Saksamaale "Biomassi ettevalmistamine <strong>ja</strong> bioenergia<br />
tootmine" 23-25.05.2007. Osale<strong>ja</strong>d ettevõt<strong>ja</strong>d Aare Kiviloo <strong>ja</strong> Indrek Lindsaare,<br />
maksumus 8 000 krooni;<br />
Õppereisi kokkuvõte on avaldatud veebilehele www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee;<br />
9. Sachen-Anhalten Liidumaa külastamine 29.05 kuni 01.06 ning tutvumine Biomassi <strong>ja</strong><br />
bioenergia alase tegevusega. Osales Aasta Põllumees 2006 Kalle Reiter, maksumus<br />
3 919,56 krooni;<br />
10. Kongress Saksamaal „European Rye Congress” 13-14.06.2007. Osale<strong>ja</strong>d Jõgeva SAI<br />
tööta<strong>ja</strong>d Arne Raidvere <strong>ja</strong> Ilme Tupits, maksumus 15 537 krooni;<br />
Kongressi kokkuvõte on avaldatud veebilehele www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee;<br />
11. Konverents „Nordic Bioenergy 2007” 11-13.06.2007. Osale<strong>ja</strong>d Tallinna<br />
Tehnikaülikooli tööta<strong>ja</strong> Villu Vares, maksumus 13 466 krooni <strong>ja</strong> OÜ Mõnus Minek<br />
Ahto O<strong>ja</strong>, maksumus 9 600 krooni;<br />
Konverentsi kokkuvõte on avaldatud veebilehele www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee;<br />
12. MTÜ Järvamaa Toot<strong>ja</strong>te Ühenduse projekti „Taastuvenergia tootmise perspektiivide<br />
selgitamine JTÜ liikmesfirmades”, kulud kaetakse MESi eelarvest;<br />
13. Eesti Põllumehes (august-september) avaldatud artikkel „<strong>Maaelu</strong> Edendamise<br />
Sihtasutus tutvus biogaasi tootmisega” sealjuures tutvustati ka bioenergia edendamist<br />
Eestis, tellitud teadusuuringuid <strong>ja</strong> teavitustoetust;<br />
14. Tartumaa Põllumeeste Liidu poolt korraldatud õppereis Saksamaa Mecklenburg-<br />
Vorpommerni Liidumaale Ludwigslusti maakonda bioenergeetikaettevõtetega<br />
tutvumiseks 03. oktoobril 2007, maksumus 26 900 krooni;<br />
Õppereisi kokkuvõte on avaldatud veebilehele www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee;<br />
15. AS Maalehega sõlmitud leping avaldamaks a<strong>ja</strong>kir<strong>ja</strong>s Maama<strong>ja</strong>ndus 2008 aastal<br />
kaksteist (a’ 2 lehekülge) „Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia kasutamise edendamise arengukava<br />
aastateks 2007 – 2013” tutvustavat artiklit. Maksumus 93 220 krooni;<br />
16. Kinkemeenete tellimine bioenergia logo <strong>ja</strong> kodulehe tutvustamiseks. Teosta<strong>ja</strong><br />
Reklaamkingiekspert OÜ, maksumus 22 095,90 krooni;<br />
3
17. SA Archimedes poolt korraldatud seminari „Taastuvenergeetika kui võimalus<br />
regionaalarengus“ 16.11.2007 rahastamine maksumuses 10 000 krooni;<br />
Esitatud aruanne <strong>ja</strong> seminari ettekanded on tehtud avalikuks bioenergia veebilehel<br />
www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee;<br />
18. Eesti Põllumehes avaldatud bioenergia alased artiklid (oktoober-november,<br />
detsember) maksumusega 2 000 krooni;<br />
19. A<strong>ja</strong>lehes Postimees ilmunud erinumbris „Säästlik Energia” ilmunud 18.12.2007<br />
bioenergia kodulehte tutvustav teatis. Maksumus 13 570 krooni;<br />
20. Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia uuringute seminar, 19. detsember 2007 Türi-Alliku Veskisilla<br />
hotell. Maksumus 13 990 krooni;<br />
Seminari ettekanded on tehtud avalikuks bioenergia veebilehel<br />
www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee;<br />
21. Projekti „Raising Awarness on Renewable Energy Developing Agro-energetic Chain<br />
Models (RADAR)“ Itaalias, Anconas 19.12.2007 avaseminar. Osalesid Tallinna<br />
Tehnikaülikooli tööta<strong>ja</strong>d Ülo Kask <strong>ja</strong> Livia Kask, maksumus 21 000 krooni;<br />
Ürituse kokkuvõte on avaldatud veebilehele www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee;<br />
22. Konverents „Aktionen zur nachhaltigen Entwicklung in ländlichen Räumen –<br />
Chancenverbesserung durch Innovationen und durch Traditionspflege" 25-30.11.2007.<br />
Osales MTÜ Virumaa Biogaas Leo Saluste, maksumus 6 885 krooni;<br />
Konverentsi kokkuvõte on avaldatud veebilehele www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee;<br />
23. Eesti Põllumeeste Keskliiduga sõlmitud leping avaldamaks a<strong>ja</strong>lehes Eesti Põllumees<br />
2008 aasta märtsis bioenergia alaseid uuringuid tutvustav erinumber. Maksumus<br />
20 000 krooni;<br />
24. „Aastavakk 2008” avaldatud „Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia kasutamise edendamise<br />
arengukava aastateks 2007 – 2013” <strong>ja</strong> bioenergia veebilehte tutvustava artikkel.<br />
4
Administreerimiskulud:<br />
Eelarve vastavalt lepingutele kuni 600 000 krooni, tegelik kulu 2007 aastal<br />
595 594,94 krooni.<br />
1. Sihtasutuse nõukogu kinnitas Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia kasutamise edendamise<br />
sihtprogrammi 13. detsembri 2006. a nõukogu koosolekul;<br />
2. Sihtasutus on osalenud Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia kasutamise edendamise arengukava<br />
2007-2013 koostamises. Arengukava koostamiseks va<strong>ja</strong>like ettepanekute tegemiseks<br />
on sihtasutus teinud koostööd erinevate huvigruppidega, väl<strong>ja</strong> on selgitatud nende<br />
ootused <strong>ja</strong> va<strong>ja</strong>dused valdkonna arendamiseks;<br />
3. Uuringute läbiviimise koordineerimine. Teosta<strong>ja</strong> Andrus Ristkok, Pirgu<br />
Arenduskeskus;<br />
4. Korraldatud <strong>ja</strong> osaletud on Eestis biomassi <strong>ja</strong> bioenergia alase statistika <strong>ja</strong> hinnainfo<br />
kogumise seminaril ning teavitustegevuse planeerimise seminaril;<br />
5. Korraldatud <strong>ja</strong> osaletud on Lätis läbiviidud veebilehe alasel koolitusel;<br />
6. Korraldatud <strong>ja</strong> osaletud on Papenburgis toimunud International Energy Farming<br />
Congress’il 12-16.03.2007;<br />
7. Osaletud on 11-12.05.2007 Riias toimunud rahvusvahelisel konverentsil<br />
„Taastuvenergiad: Balti regiooni tulevikuperspektiiv”;<br />
8. Korraldatud <strong>ja</strong> osaletud on Stockholmis toimunud „Nordic Bioenergy 2007”<br />
konverentsil 11-13.06.2007;<br />
9. Sachen-Anhalten Liidumaa külastamine 29.05 kuni 01.06 ning tutvumine Biomassi <strong>ja</strong><br />
bioenergia alase tegevusega;<br />
10. Korraldatud <strong>ja</strong> osaletud on 28-29.05.2007 Laulasmaa toimunud bioenergia alasel<br />
arutelul Hispaania, Leedu, Läti, Rootsi <strong>ja</strong> Soome kolleegidega;<br />
11. Osaletud on ettevõt<strong>ja</strong>tele toimunud Pühajärve seminaril 16-17.07.2007;<br />
12. Osaletud on Väätsas toimunud bioenergiaalasel arutelul MTÜ Järvamaa Toot<strong>ja</strong>te<br />
Ühenduse liikmetega;<br />
13. Kodulehe arutelu <strong>Põlluma<strong>ja</strong>ndusministeeriumi</strong> esinda<strong>ja</strong>tega Laitse lossis 30.07.2007;<br />
14. Osaletud on seminaril „Pandivere bioenergia” 08.08.2007 Väike-Maar<strong>ja</strong>;<br />
15. Korraldatud <strong>ja</strong> osaletud on õppereisi Göteburg Energie’sse 16.08.2007;<br />
16. Korraldatud <strong>ja</strong> osaletud on seminaril „Biokütuse turusituatsioon <strong>ja</strong> arendus”<br />
27.08.2007, Türi, Särevere Mõis;<br />
17. Osaletud on arengukava komisjonile toimunud Pühajärve seminaril 01-02.10.2007;<br />
18. Korraldatud <strong>ja</strong> osaletud on Jyväskylas toimunud konverentsil „Bioenergy 2007”;<br />
19. Osaletud on Leedus Vilniuses toimuval seminaril „Production and Utilization of Crops<br />
for Energy” 25.-26.09.2007;<br />
20. Korraldatud <strong>ja</strong> osaletud on õppereisil Saksamaal Sachsen-Anhalt Liidumaal 14.-<br />
18.10.2007;<br />
21. Osaletud on Kreekas Ateenas toimuval näitusel „Energy 2007” 18.-21.10.2007;<br />
22. Osaletud on Brüsselis ECORYS INTERREG projektide koostamise koolituskursusel<br />
24-26.10.2007;<br />
23. Korraldatud <strong>ja</strong> osaletud on „Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia uuringute seminaril”, 19.12.2007<br />
Türi-Alliku Veskisilla hotellis;<br />
Sihtprogrammi koostamist koordineeris ning selle elluviimist koordineerib 2 inimest.<br />
5
Lisa 2<br />
Maaressurss<br />
Kokkuvõte<br />
Projekti juht: Peeter Muiste<br />
Aruande koosta<strong>ja</strong>d:Alar Astover, Allar Padari, Hugo Roostalu,<br />
Liia Kukk, Elsa Suuster, Alyona Ostrouhova<br />
Üldine maaressurssi ülevaade koostati Eesti põhikaardi suletud areaalide põh<strong>ja</strong>l. Vastavad<br />
pindalad va<strong>ja</strong>vad uuringu teises etapis täpsustamist joonelementide osas. Kasutamata<br />
põlluma<strong>ja</strong>ndusmaade määratlemiseks <strong>ja</strong> analüüsiks kasutati põhikaardi suletud areaale,<br />
baaskaarti, ortofotosid, katastrikaarti, PRIA põllumassiivide kaardikihti <strong>ja</strong> PRIA toetuste<br />
registri andmebaase.<br />
Uuringu esimeses etapis keskenduti eelkõige kättesaadavate kaardimater<strong>ja</strong>lide <strong>ja</strong><br />
andmebaaside põh<strong>ja</strong>l kasutamata põlluma<strong>ja</strong>ndusmaa määratlemisele. Koostati nii kasutatud<br />
kui ka kasutamata põlluma<strong>ja</strong>ndusmaade paiknemist <strong>ja</strong> suurust ka<strong>ja</strong>stavad kaardikihid (LISA<br />
1–15). Uuringu teises etapis 2008. aastal on va<strong>ja</strong>lik kaardimater<strong>ja</strong>li osaline täpsustamine ning<br />
seejärel kasutamata alade piirangute <strong>ja</strong> sobivuse analüüs biomassi tootmiseks. Põhikaardi<br />
alade andmed on va<strong>ja</strong> korrigeerida erinevate joonelementide pindaladega. Kasutamata<br />
põlluma<strong>ja</strong>ndusmaade kohta koostatud digitaalsed kaardikihid loovad hea eelduse edasiseks<br />
bioenergia tootmise asukohapõhiseks optimeerimiseks erinevatel tasanditel. Võimalik on<br />
analüüsida bioenergia tootmiseks potentsiaalsete maade regionaalset paiknemist, vil<strong>ja</strong>kust,<br />
kasutussobivust, keskkonnakaitselisi riske jne.<br />
Eestis on potentsiaalset maaressurssi biomassi saamiseks ca. 3,7 milj. ha, millest üle 2,4 milj.<br />
ha moodustab mets (Tabel 4.1). Suurim potentsiaalne põlluma<strong>ja</strong>ndusmaa ressurss on Lääne-<br />
Viru <strong>ja</strong> Tartu maakonnas ning väikseim Hiiu maakonnas. Kasutamata põlluma<strong>ja</strong>ndusmaad on<br />
kokku ca 430 tuhat, millest suurima osa moodustab Harjumaa. Uuringu järgmises etapis on<br />
oluline eristada, kui palju on sellest potentsiaalsest maaressursist hetke ma<strong>ja</strong>ndussituatsioonis<br />
võimalik <strong>ja</strong> otstarbekas kasutada biomassi <strong>ja</strong> energiakultuuride tootmiseks. Kasutamata<br />
põlluma<strong>ja</strong>ndusmaadest on nüüdseks juba osa võsastunud ning ei oma põllumaana enam<br />
praktilist väärtust. Esialgsete tulemuste põh<strong>ja</strong>l on näiteks Tartu maakonna PRIA massiividest<br />
väl<strong>ja</strong> jäävatest põhikaardi põlluma<strong>ja</strong>ndusaladest ligi ¼ tugevasti võsastunud.<br />
PRIA toetusõiguslikel põllumassiividel on toetustaotlusteta ehk tinglikult kasutamata maad<br />
286 tuhat ha, millest 123 tuhat ha moodustavad täielikult kasutamata massiivid. Väl<strong>ja</strong>spool<br />
PRIA massiive paiknevaid põlluma<strong>ja</strong>ndusmaid on ca 147 tuhat hektarit. Need areaalid on<br />
valdavalt väga väikse keskmise suurusega, sageli võsastunud looduslikud rohumaad ning<br />
seetõttu energiakultuuride efektiivseks kasvatamiseks sobib sellest maast tõenäoliselt vähene<br />
osa. Energiakultuuride kasvatamiseks <strong>ja</strong> biomassi toodangu suurendamiseks on aga oluline<br />
reserv hetkel toetustaotlustega kaetud, kui äärmiselt ekstensiivselt ma<strong>ja</strong>ndatava<br />
põlluma<strong>ja</strong>ndusmaa näol. Pindalatoetustaotluste 840 tuhandest hektarist moodustavad<br />
hinnanguliselt ainult toetuse eesmärgil hooldatavad (niidetavad) rohumaad enam kui 110<br />
tuhat hektarit.<br />
6
PRIA massiividel paikneva maa <strong>ja</strong>otuse kohta sihtotstarbe alusel on kokkuvõte koostatud<br />
(LISA 20–35) ning põhikaardi põllu- <strong>ja</strong> rohumaade alade osas saab seda teha pärast esmase<br />
kaardikihi täiendavat täpsustamist. Kasutada olevad katastrikaardid katsid 87,5% PRIA<br />
massiivide pinnast <strong>ja</strong> kattuvate alade osas moodustas maatulundusmaa 97%. Maa sihtotstarbe<br />
muutused omavad olulist mõju toetusõiguslike põlluma<strong>ja</strong>ndusmaade taaskasutusele võtmiseks<br />
ainult piiratud aladel <strong>ja</strong> on eelkõige lokaalse tähtsusega.<br />
7
Tabel 4.1. Potentsiaalne* maaressurss biomassi kogumiseks <strong>ja</strong> energiakultuuride tootmiseks, tuh. ha<br />
Põlluma<strong>ja</strong>ndusmaa Kokku<br />
Maakond Mets a Põõsastik a Mahajäetud<br />
turbaväl<strong>ja</strong>d a PRIA register<br />
Põhikaardi põld c Põhikaardi<br />
b<br />
sellest sellest 100%<br />
rohumaa c<br />
kasutamata kasutamata massiivid<br />
Harju 241,6 0,8 0,1 80,4 26,5 11,4 10,9 18,5 352,3<br />
Hiiu 71,6 0,5 0,0 20,3 8,3 5,0 0,0 1,1 93,5<br />
Ida-Viru 201,5 0,2 1,0 43,2 15,9 7,4 3,9 5,6 255,4<br />
Jõgeva 139,5 0,3 0,1 88 20,2 8,4 0,9 2,8 231,6<br />
Järva 128,9 0,2 0,1 94,3 13,2 4,5 0,9 2,4 226,8<br />
Lääne 124,6 0,5 0,0 54,8 14,7 7,5 3,2 9,6 192,7<br />
Lääne- 194,1 0,3 0,4 122,3 27,9 14,0 0,7 4,8 322,6<br />
Viru<br />
Põlva 113,7 0,3 0,1 62,6 14,9 4,1 5,3 4,6 186,6<br />
Pärnu 275,6 0,4 0,7 94,2 17,7 5,8 5,9 10,9 387,7<br />
Rapla 168,4 0,2 0,1 78,1 17,3 6,2 3,6 4,7 255,1<br />
Saare 173,5 2,1 0,1 68,7 25,0 14,8 0,6 7,2 252,2<br />
Tartu 134,1 0,9 0,1 103,2 30,3 12,8 3,8 4,2 246,3<br />
Valga 119,6 0,3 0,1 53,9 14,3 5,8 3,9 5,1 182,9<br />
Vil<strong>ja</strong>ndi 187,8 0,4 0,1 94,1 17,6 5,7 4,9 7,8 295,1<br />
Võru 131,6 0,3 0,1 68,7 22,5 9,6 2,7 3,0 206,4<br />
Eesti 2406,1 7,6 3,0 1126,7 286,4 123,2 51,2 92,4 3687,0<br />
* kaardikihtide <strong>ja</strong> andmebaaside põh<strong>ja</strong>l eristatud maaressurss, millest ainult teatud osa tuleb konkurentsivõimeliseks bioenergia tootmiseks<br />
arvesse. Samas võib teatud hulgal biomassi saada ka muudest maakasutuskategooriatest (vt 1 ptk).<br />
a põhikaardi alade põh<strong>ja</strong>l<br />
b PRIA põllumassiivide registri 2007. a. andmetel, toetusõiguslikud põllumassiivid<br />
c PRIA põllumassiividest väl<strong>ja</strong>poole jäävad põhikaardi alad, korrigeeritud visuaalse kontrolli kaudu ortofotodelt<br />
8
Toetusõigusliku <strong>ja</strong> toetusõiguseta põlluma<strong>ja</strong>ndusmaade eristamine pole üheselt võimalik, sest<br />
pindalapõhiste toetuste taotlemise tingimused <strong>ja</strong> sellega seotud seadusandlus on pidevas<br />
muutmisprotsessis ning mõningad toetusmeetmed laienevad PRIA põllumassiividest väl<strong>ja</strong><br />
jäävatele aladele. Sellisteks meetmeteks on 2007. aastal rakendunud poollooduslike koosluste<br />
hooldamise toetus ning energiakultuuri toetus.<br />
Oluline reserv biomassi kasvatamiseks ilma toidu tootmisega konkureerimata on kasutatava<br />
põlluma<strong>ja</strong>ndusmaa efektiivsemas kasutamises. Kuid efektiivsema maakasutuse saavutamine<br />
on mõneti vastuolus EL ühtse põlluma<strong>ja</strong>nduspoliitika suundumustega, milles soovitakse<br />
toetused tootmisest täielikult lahti siduda ning taotle<strong>ja</strong> saab toetusraha oma varasemate<br />
tootmisnäita<strong>ja</strong>te alusel ning ei pea enam midagi tootma, vaid ainult maad heas korras hoidma.<br />
Kriitiliselt tuleb üle vaadata olemasolevate toetusmeetmete põhimõtted. Toetusmeetmed<br />
peavad lisaks keskkonnakaitsele soodustama tegelikkuses toimivat biomassi tootmist, vastasel<br />
juhul jääb põlluma<strong>ja</strong>ndusmaalt pärineva bioenergia osatähtsuse suurenemine minimaalseks.<br />
Lühia<strong>ja</strong>liste energiakultuuride kasvatamise laialdasemat levikut võib osaliselt piirata<br />
püsirohumaa säilitamise kohustus. 2006. aastast peab ühtse pindalatoetuse taotle<strong>ja</strong> säilitama<br />
või suurendama 2005. aasta pindalatoetuste taotlusel märgitud püsirohumaa pindala.<br />
Püsirohumaana käsitletakse kõiki põlde, mille maakasutuse tüübiks on põldude loetelus<br />
märgitud pikaa<strong>ja</strong>line rohumaa <strong>ja</strong> looduslik rohumaa. Püsirohumaa säilitamise kohustus on<br />
Eestis määratletud nii toetusetaotle<strong>ja</strong>te kui põllumassiivide lõikes kokku 225 tuh. ha.<br />
Üleriiklikul <strong>ja</strong> maakonna tasandil koostatud kokkuvõtted toetavad eelkõige bioenergia<br />
valdkonnaga seotud arengukavade, põlluma<strong>ja</strong>ndus- <strong>ja</strong> keskkonnapoliitiliste meetmete<br />
planeerimist, kuid järgmise etapina peab järgnema kohalikul tasandil potentsiaalsete<br />
bioenergia tootmisringide analüüs, kus saab käsitleda mitmeid olulisi aspekte: asukohapõhised<br />
ma<strong>ja</strong>ndamissoovitused, saagiriskid, logistika, tasuvusanalüüs, mõju keskkonnale jne.<br />
Maaressursi efektiivsemat kasutust ilma liigse keskkonnasurveta tuleks edendada erinevate<br />
huvirühmade teadlikkuse tõstmise kaudu täiendkoolitustel <strong>ja</strong> otsustusprotsessi toetamiseks<br />
väl<strong>ja</strong> arendada teaduspõhine nõuandesüsteem, mis pakuks võimalikult asukohapõhist<br />
lisainformatsiooni.<br />
Kui teave varasemalt kasutuses olnud põlluma<strong>ja</strong>ndusmaade viljeluspotentsiaalist on olemas,<br />
siis hetkel kasutatava <strong>ja</strong> kasutamata maade kohta on seda võimalik teha osaliselt uuringu teises<br />
etapis. Kahjuks Eestis puudub kaasaegne asukohapõhine info kuivendussüsteemide tegelikust<br />
olukorrast, mis suureks miinuseks tegeliku viljeluspotentsiaali hindamisel. Kasutusest<br />
väl<strong>ja</strong>solevate maade vil<strong>ja</strong>kusomaduste <strong>ja</strong> kasutussobivuse hindamiseks kasutatakse peamiselt<br />
digitaalset mullastikukaarti. Kasutussobivuse hinnanguid erinevate energiakultuuride<br />
viljelemiseks saab täpselt anda ainult PRIA massiividel 100% kasutamata maade rühma <strong>ja</strong><br />
PRIA massiividest väl<strong>ja</strong> jäävate põhikaardi alade kohta. Ülejäänute toetusõiguslike massiivide<br />
osas ei võimalik asukohapõhiselt määratleda kasutamata osa paiknemist massiivi siseselt <strong>ja</strong><br />
muldade kasutussobivuse analüüsi peab seetõttu suhtuma teatud reservatsiooniga. Osaliselt<br />
kasutatud massiividel korrektsema tulemuse saamine eeldaks toetustaotluste kaartide<br />
digitaliseerimist. Senimaani paberkand<strong>ja</strong>l esitatud toetustaotluste kaartide käsitsi<br />
digitaliseerimine kogu Eesti kohta on ebareaalne liigse kulukuse tõttu. Lahenduseks oleks e-<br />
PRIA rakendumine ka pindalatoetuste haldamisel ning sel juhul tuleks toetusetaotle<strong>ja</strong>tel<br />
tegelik maakasutus joonistada vektorformaadis kaardile arvuti kaudu. Juhul kui lähiaastatel<br />
käivituks digitaalne pindalatoetuste taotlemisvõimalus, siis ei taga see kogu põlluma<strong>ja</strong>ndusliku<br />
maakasutuse digitaliseerimist, kuna kõik taotle<strong>ja</strong>d pole valmis <strong>ja</strong>/või võimelised selle<br />
muutusega kaasa minema.<br />
9
Uuringu Maaressurss 2008. a. planeeritavad tegevused<br />
1. Täpsustakse kasutusest väl<strong>ja</strong>soleva maa suurust <strong>ja</strong> selle paiknemist ka<strong>ja</strong>stavat<br />
kaardimater<strong>ja</strong>li.<br />
2. Täpsustatakse kasutusest väl<strong>ja</strong>soleva maa <strong>ja</strong>otus sihtotstarbe järgi.<br />
3. Koostatakse ülevaade põlluma<strong>ja</strong>ndusmaade omandivormist maakonna tasemel<br />
koostöös Maa-ametiga.<br />
4. Kaardikihtide korrastamine põhikaardi joonelementidega. Uuringu esimeses etapis<br />
määratletud maaressursi (biomassi tootmiseks potentsiaalse) kaardikihtide juures ei ole<br />
tehtud mahaarvestusi joonobjektide arvelt (teed, kraavid jne). Joonelementide abil saab<br />
hinnata ka teede <strong>ja</strong> kraavide äärte võimalikku biomassi potentsiaali. Põhikaardi<br />
joonelementide litsentsi (tüüp B3) maksumus on 151 040.- kr.<br />
5. Kasutamata põlluma<strong>ja</strong>ndusmaade mullastiku <strong>ja</strong> kasutussobivuse analüüs maakonna<br />
tasandil. Mullastiku analüüs teostatakse digitaalse mullastikukaardi põh<strong>ja</strong>l (litsents<br />
ostetud 2007. a.). Lähtuvalt mullastiku näita<strong>ja</strong>test koostatakse ülevaade maade<br />
agronoomilisest kasutussobivusest olulisemate põllukultuuride <strong>ja</strong> heintaimede kohta.<br />
6. Looduskaitseliste piirangute analüüs maakonna tasandil. Potentsiaalne maaressurss<br />
biomassi tootmiseks <strong>ja</strong>otatakse keskkonnakaitselistesse piiranguklassidesse <strong>ja</strong> ülevaade<br />
esitatakse maakondlikul tasemel.<br />
7. Eesti reoveepuhastite asukoha, suuruse <strong>ja</strong> seisundi uuring.<br />
8. Koostatakse ülevaade kasutusest väl<strong>ja</strong>soleva maa kasutuselevõtu võimalustest<br />
energiakultuuride viljelemiseks (tasuvusanalüüs, sobilikud kultuurid, saagipotentsiaal,<br />
energeetiline efektiivsus).<br />
Uuringu eeldatav maksumus 500 000.- kr., millest 151 040.- kr. moodustab põhikaardi<br />
joonelementide litsentsi tasu.<br />
Lähteandmete kogumisel uuringu esimeses etapis selgus, et olemasolevate andmebaaside<br />
põh<strong>ja</strong>l pole võimalik koostada usaldusväärset ülevaadet maaparandussüsteemide olukorrast<br />
maakonna tasemel. Riigil pole hetkel terviklikku ülevaadet maaparandussüsteemide<br />
olukorrast. On olemas kuivendussüsteemide digitaliseeritud piirjooned <strong>ja</strong><br />
maaparandusobjektide üldandmestik, kui tegelikust seisukorrast asukohapõhine teadmine<br />
puudub. Kasutusel olevast põlluma<strong>ja</strong>ndusmaast on varasemalt kuivendatud 727 tuhat ha,<br />
metsamaal on kuivendusvõrke 601 tuhandel hektaril. 2005. aastal teostatud<br />
maaparandusbüroode uuringu tulemustest selgus, et kuivendatud põlluma<strong>ja</strong>ndusmaast on 11%<br />
heas, 63% rahuldavas <strong>ja</strong> 26% puudulikus kuivendusseisundis. Antud hinnang on saadud<br />
väikse valimi põh<strong>ja</strong>l <strong>ja</strong> neid tulemusi pole asukohapõhiselt võimalik seostada.<br />
Maaparandussüsteemide tegeliku olukorra hindamine nõuab äärmiselt suures mahus välitööde<br />
läbi viimist <strong>ja</strong> pole teostatav antud uuringu raames.<br />
10
Täiendavalt va<strong>ja</strong>likud uuringud<br />
1. Kasutamata põlluma<strong>ja</strong>ndusmaade täiendav kontroll<br />
Uuringu esimeses etapis määratletud kasutamata põlluma<strong>ja</strong>ndusmaade (täielikult kasutamata<br />
PRIA põllumassiivid <strong>ja</strong> PRIA massiividest väl<strong>ja</strong> jäävad põhikaardi alad) visuaalne<br />
kasutusvõimaluste hindamine ortofotode põh<strong>ja</strong>l annaks olulist lisainformatsiooni nende alade<br />
taaskasutusele võtu võimaluste kohta. Selle töö käigus on võimalik märkida iga kasutamata ala<br />
kohta andmebaasi kirje võsastumise astme või muud maa taaskasutusele võttu piiravate<br />
nähtuste kohta (näiteks kattumine õuealaga, ra<strong>ja</strong>tud tiigid jne). Mullastiku kasutussobivuse<br />
analüüsist võib küll selguda, et mingi konkreetne kasutamata ala on sobilik energiakultuuride<br />
kasvatamiseks, kuid samas võib see ala olla tugevasti võsastunud <strong>ja</strong> seetõttu<br />
taaskultiveerimine ebareaalne. Kasutuses olevate ortofotode vanus erineb regiooniti (Joonis 1)<br />
<strong>ja</strong> samuti on nende kvaliteet varieeruv. Vanemad ortofotod pärinevad 2002. aastast. Seetõttu<br />
on mõistlik ortofode põh<strong>ja</strong>l tehtava analüüsi usaldusväärsuse hindamiseks väiksematel aladel<br />
(näiteks 2–3 kaardilehe 5x5 km ulatuses eri piirkondades) teostada välitöödel põhinev võrdlus.<br />
Antud tööd on suhteliselt a<strong>ja</strong>mahukad – hinnanguliselt ühe spetsialisti töökoormus 5,5 kuud.<br />
Teostatav 2008. aasta jooksul. Eeldatav maksumus 105 000.- EEK.<br />
Joonis 1. Ortofotode teostamise aastad. Allikas: Maa-amet.<br />
11
2. Bioenergia tootmisringi asukohapõhine optimeerimine<br />
Uuringu esimeses etapis koostatud <strong>ja</strong> 2008. a. täpsustava biomassi tootmiseks potentsiaalse<br />
maaressursi digitaalsed kaardikihid <strong>ja</strong> andmebaasid loovad eeldused edasiseks bioenergia<br />
tootmise asukohapõhiseks optimeerimiseks erinevatel tasanditel. Üleriiklikul <strong>ja</strong> maakonna<br />
tasandil koostatud kokkuvõtted toetavad eelkõige bioenergia valdkonnaga seotud<br />
arengukavade, põlluma<strong>ja</strong>ndus- <strong>ja</strong> keskkonnapoliitiliste meetmete planeerimist, kuid järgmise<br />
etapina peab järgnema kohalikul tasandil potentsiaalsete bioenergia tootmisringide analüüs.<br />
Biomassi kasutava energiatootmisüksuse (olemasoleva või planeeritava) ümber on võimalik<br />
analüüsida asukohapõhiselt väga mitmeid aspekte:<br />
• maakasutuse <strong>ja</strong> energiakultuuride viljelemise põllupõhised ma<strong>ja</strong>ndamissoovitused<br />
(näiteks optimaalsed väetisnormid, külvikordade planeerimine jne)<br />
• fütoproduktiivsuse potentsiaali täpsem hinnang <strong>ja</strong> vastav riskianalüüs<br />
• maakasutusviiside võimalik mõju keskkonnale <strong>ja</strong> mullavil<strong>ja</strong>kusele<br />
• põllu ligipääsetavus, kaugus biomassi lõpptarbi<strong>ja</strong>st <strong>ja</strong> transpordikulu mõju<br />
tootmistsükli energiabilansile <strong>ja</strong> tasuvusele<br />
• põllupõhine tasuvusanalüüs<br />
• lõpptarbi<strong>ja</strong> biomassiga varustatuskindluse analüüs.<br />
Selline uuring eeldab asukohapõhiste andmebaaside täiendamist näiteks muldade väetistarbe<br />
näita<strong>ja</strong>tega, põhikaardi teede kihi kasutust logistilises analüüsis, erinevate teaduspõhiste<br />
optimeerimismudelite väl<strong>ja</strong> töötamist <strong>ja</strong> rakendamist. Pilootala näitel loodav bioenergia<br />
tootmisringi optimeerimismudeli toimimise metoodika oleks edaspidi ülekantav ka teistesse<br />
regioonidesse. Projekti kestvus peaks olema sõltuvalt pilootala suurusest <strong>ja</strong> täiendatavate<br />
andmebaaside digitaliseerimise va<strong>ja</strong>dusest lähtuvalt 1,5-2 aastat. Hinnanguline maksumus<br />
alates 800 000.- kr.<br />
12
Estimation of the land resources of Estonia<br />
(Compiled by A. Astover, H. Roostalu, L. Kukk,<br />
A. Padari, P. Muiste, E. Suuster, A. Ostrouhova, I. Melts)<br />
Summary<br />
The main goals of the project Land Resource (Maaressurss) were to:<br />
• determine potential land resource for bio-energy production;<br />
• determine abandoned land area and compose corresponding map layers;<br />
• describe and analyse factors affecting potential re-use of abandoned agricultural land<br />
for bio-energy production;<br />
A rapid decline in agricultural land use has occurred in Estonia since the restoration of<br />
independence in 1991. The scale of this decrease in arable land was the most drastic change in<br />
the whole of Europe, and was higher than other post-Soviet European countries by a factor of<br />
3.9. The use of abandoned agricultural areas is considered as one potential way of increasing<br />
bio-energy production.<br />
General review of land resources has made according to the Estonian Basic Map. The<br />
accuracy and content corresponds to the mapping scale of 1:10,000. The corresponding areas<br />
must be further corrected with line objects. Total potential land resource for biomass<br />
production is in Estonia approximately 3.7 million hectares. The largest proportion is covered<br />
by forests (2.4 million hectares).<br />
Abandoned agricultural areas were identified using following map layers: basic map, base<br />
map, orthophotos, cadastre map, and field layer (1.13 mil. ha) of Agricultural Registers and<br />
Information Board (ARIB) and databases of Common Agriculture Policy (CAP) payments in<br />
2007. Areas without any applications for CAP area payments were considered abandoned.<br />
ARIB field parcels without any applications for CAP area payments were considered entirely<br />
abandoned and others were considered as partially abandoned and others as partially<br />
abandoned.<br />
The total abandoned agricultural land is about 430 thousand hectares but from that 144<br />
thousand hectares are outside of ARIBs field parcels. In 2007 there were about 840 thousand<br />
hectares fields that was covered by CAP subsidies and 286 thousand hectares without<br />
applications of which entirely abandoned field parcels formed 123 187 hectares (on 49 190<br />
fields). Consequently about 163 thousand hectares are located on fields which are partially in<br />
use. The highest abandoned land resource in ARIB fields is in Tartu, Lääne-Viru, Harju and<br />
Saare counties. The share of abandoned agricultural land is highest in Hiiu (41%) and smallest<br />
in Järva county.<br />
Thematic maps for agricultural land were composed for every county. ARIB`s fields were<br />
distributed to classes according to the proportion of abandoned land. The fields and grasslands<br />
that weren’t registered in 2004 in ARIB`s registers were extracted from basic map and also<br />
considered as potentially available land resource for bioenergy production.<br />
13
There are about 94 thousand hectares grasslands and 52 thousand hectares fields that are<br />
deducted from ARIB`s databases. Part of these areas is already coppiced, part of hardly<br />
accessible etc. Hence these areas are requiring of more specified research.<br />
Estonian average ARIB`s field area is 10.4 hectares. The largest and smallest fields are located<br />
accordingly in Järva and in Saare County. An entirely abandoned field average size is only 3.0<br />
ha, which is about 2–3 times less than in case of utilized fields. This can complicate the reusage<br />
of abandoned areas. Fields within size-class 1–5 ha are dominating.<br />
Taking into account the cadastral land classes it is possible estimate areas which could not reused<br />
for agriculture. For example, field may be in ARIB`s database but it’s actual land use has<br />
changed. From entirely abandoned areas there is 2.6% in cadastral class „residential”. In Tartu<br />
and Hiiu Counties the corresponding figure exceeds 4%. From agricultural fields which are<br />
covered with cadastral map is 97% in class „profit yielding land” which means that the<br />
changes in cadastral classes have mainly local and limited influence. Profit yielding land is<br />
designated for the production of agricultural products and for forest management.<br />
CAP subsidy applicants, who don’t have any livestock units own 136 thousand hectares<br />
grasslands of which 51 thousand hectares are in farms where grassland forms 100% of total<br />
land use. These areas are probably maintained only for applying direct payments and not used<br />
for biomass production. There are only 6% of intensively used grasslands (< 1 LU/ha). Thus<br />
trough increasing efficiency of grasslands utilization the significant land resource for<br />
bioenergy production could be available.<br />
The reform of the EU CAP is directed towards the further decoupling of direct payments from<br />
production and towards less-intensive agricultural activities. The idea of single area payment<br />
is that a farmer does not need to produce agricultural output, but is required to keep land in<br />
good agricultural condition. This approach is suitable for countries with agricultural overproduction.<br />
In Estonia, however, the decoupling of subsidies from production will not<br />
stimulate the achievement of agricultural self-sufficiency and the increase in bioenergy<br />
production.<br />
Forward planning of the utilization of abandoned agricultural land should take into<br />
consideration possibilities other than food production such as bio-energy production. Any<br />
decisions about the cultivation of appropriate energy crops for a given area are best taken at a<br />
regional or local level and the current study provides solid basis for this purpose. The current<br />
policy concerning the allocation of suitable areas for bio-energy crops considers only the use<br />
of abandoned fields as use of these areas do not have any negative effect on Estonia’s level of<br />
food self-sufficiency. This is an important consideration since Estonia’s agricultural selfsufficiency<br />
became negative in 1997. The use of abandoned agricultural areas for bio-energy<br />
production can help to improve the overall profitability of the agricultural sector and promote<br />
the economic stabilisation of rural regions. The planning process of bio-energy production on<br />
abandoned areas should be supplemented with distance calculations and environmental and<br />
economic criteria.<br />
In the second phase of study following topics will be covered:<br />
• Specification of abandoned land resource, corresponding map layers<br />
• Analysis of ownership types and legal restriction for re-use of abandoned areas<br />
• Suitability analysis for bioenergy production (soil fertility, cultivation value, drainage<br />
conditions etc)<br />
14
Lisa 3<br />
Eestis olemasoleva, praeguse või juba kavandatud tootmise-tarbimise juures<br />
tekkiva biomassi ressursi hindamine<br />
Kokkuvõte<br />
1. Puidu kui biomassi ressursi hindamine: raie <strong>ja</strong> raiejäätmed, puidutööstuse jäätmed,<br />
võsa mass võsastunud aladel<br />
(Koosta<strong>ja</strong>d: A. Padari, P, Muiste, R. Mitt, L. Pärn)<br />
Metsast saadava potentsiaalse biomassi leidmiseks kasutati nel<strong>ja</strong> kaardikihti:<br />
1) Eesti põhikaardi pindade kiht;<br />
2) Eesti mullakaart;<br />
3) Eesti metsaregistri kaardikiht;<br />
4) Eesti omavalitsuste pindade kiht.<br />
Lisaks kasutati andmeanalüüsil metsaregistris olevate metsade takseerandmeid ning muldade<br />
tabeleid. Algul liideti ülalnimetatud neli kaardikihti kokku <strong>ja</strong> lõigati need üksteise piiridega nn<br />
„tükkideks”. Antud andmete põh<strong>ja</strong>l loodi mudelid metsade arvutamiseks muldade järgi.<br />
Seejärel lahutati juba analüüsitud pinnad põhikaardi kihtidest maha. Järgnevalt liideti<br />
allesjäänud aladega põhikaart <strong>ja</strong> mullakaart koos omavalitsuste kaardikihiga. Põhikaardi<br />
looduslikud alad arvutati läbi eelmises lõigus kirjeldatud mudelitega ning nii saadi metsade<br />
pindalad <strong>ja</strong> omadused metsaregistriandmetega katmata aladele. Nüüd lahutati ka eelnevalt<br />
leitud alad põhikaardikihtidest maha. Alles jäid põhikaardi alad, mis ei ole kaetud mullakaardi<br />
polügoonidega. Analüüsist jäi väl<strong>ja</strong> 509 km 2 . Need on alad, kus Eesti põhikaart puudub.<br />
Järgnevalt arvutati metsamaadele pikaa<strong>ja</strong>lised keskmised aastatoodangud. Arvutuste järgi<br />
võiks eesti metsadest raiuda igal aastal 8 406 tuhat tm puitu, millest traditsioonilist küttepuitu<br />
on 963 tuhat tm. Viimane on täielikult tootmises <strong>ja</strong> tarbimises. Samas on peaaegu kasutamata<br />
raiejäätmed, mille moodustavad peened ladvaotsad <strong>ja</strong> oksad. Neid on võimalik koguda igal<br />
aastal 1503 tuhat tm. Lisaks on võimalik kütteks kasutada kände, mis senia<strong>ja</strong>ni täielikult on<br />
metsa jäetud. Antud arvutustes kasutati vaid lageraiest saadavaid kände, sest harvendusraiest<br />
kändude juurimine põhjustaks põhjendamatuid vigastusi kasvamajäävatele puudele. Lageraiest<br />
saadavate potentsiaalsete kändude hulk on 778 tuhat tm. Senine praktika Soomes piirdub vaid<br />
okaspuukändude juurimisega. Okaspuukände eesti metsadest võiks igal aastal saada 480 tuhat<br />
tm. Kuna 25% eesti metsadest on kaitse all, siis potentsiaalne raiemaht oleks suurem.<br />
Puitkütuste energeetilise potentsiaali hindamisel tuleb lisaks metsast saadavatele puitkütustele<br />
arvesse võtta ka mittemetsamaadelt (elektriliinide, kraavide, teede jt trassid, pargid, aiandid<br />
jne.) raiutav biomass. Antud aruandes on esitatud hinnang elektriliinide trassidelt raiutava<br />
võsa energeetilisele potentsiaalile. Kuna tegemist on looduslike aladega, kus suurem osa<br />
kasvavast biomassist on rohtne, siis isekasvava puidu toodang on suhteliselt tagasihoidlik.<br />
Kokku saadi elektriliinide kogupikkuseks ca 57 tuhat km. Metsi läbivate elektriliinitrasside<br />
alla jääb 38,5 tuhat ha, mis keskmiselt toodavad aastas ca 42 tuhat tonni puitu ehk 521 TJ<br />
energiat.<br />
Eesti saetööstustes tekkiva saepuru koguseks võib hinnata 0,6 milj. m 3 (3 180 TJ) (ehk 1,5<br />
milj. m 3 puiste) <strong>ja</strong> koore koguseks 0,5 milj. m 3 (2 650 TJ). Täiendavad kogused puidutöötlemise<br />
jäätmeid tekib mööbli-, vineeri-, plaadi-, liimpuidu- <strong>ja</strong> teistes tööstustes. Kuna saepuru leiab<br />
kasutamist pelletite tootmise toorainena <strong>ja</strong> suured saevabrikud kasutavad puukoort peamise<br />
15
kütusena tehnoloogilise soojuse (eelkõige puidukuivatite küte) tootmisel, siis teistele<br />
soo<strong>ja</strong>toot<strong>ja</strong>tele jäävad puidutöötlemise jäätmetest kasutada vaid väikesed kogused.<br />
2. Tööstus- <strong>ja</strong> olmejäätmete kui biomassi ressursi hindamine<br />
(Koosta<strong>ja</strong>: M. Kriipsalu)<br />
Eestis tekkis 2006. aastal 20 miljonit tonni jäätmeid, millest suurim osa (ligikaudu 95%) saadi<br />
põlevkivi töötlemisel. Olmejäätmete osakaal jäätmevoos oli 500 000 t, hinnanguliselt kuni<br />
3,5%. Elaniku kohta tekkis 400 kg olmejäätmeid, millest pool saadi koduma<strong>ja</strong>pidamistest.<br />
Uues Eesti jäätmekavas nähakse ette olmejäätmete hulga suurenemist 5% aastas kuni 2013.<br />
aastani, mil neid tekib kokku kuni 700 000 tonni. Põlevmater<strong>ja</strong>li osakaaluks olmejäätmeis<br />
hinnatakse 80 massiprotsenti, biolagunevaid jäätmeid on 65% <strong>ja</strong> pakendeid 25–30 %.<br />
Jäätmekäitlus on õiguslikult hästi reguleeritud. Riiklikud sihid on selged <strong>ja</strong> ühtivad Euroopa<br />
Liidu omadega. Nagu ka mu<strong>ja</strong>l Euroopas, järgitakse Eestis säästva jäätmekäitluse põhimõtteid,<br />
mille üldtunnustatud eelisjärjestus alates soosituimast on:<br />
1. Jäätmete tekkimist tuleb piirata või vältida ning ohtlike ainete hulka vähendada;<br />
2. Jäätmemater<strong>ja</strong>l tuleb võimalikult suures ulatuses uuesti kasutusele võtta;<br />
3. Orgaanilised jäätmed tuleb kompostida või lagundada anaeroobselt;<br />
4. Põlevmater<strong>ja</strong>li tuleb põletada (kui selleks on olemas nõuetekohased seadmed) ning energia<br />
ära kasutada;<br />
5. Ladestada tohib vaid neid jäätmeid, mille kasutusele võtmine ei ole tehniliselt või<br />
ma<strong>ja</strong>nduslikult õigustatud.<br />
Prügilakeskne jäätmekäitlus ei rahulda enam ühiskonna nõudmisi. Praeguseks on suletud<br />
suurem osa rohkem kui kolmesa<strong>ja</strong>st väikeprügilast ning ra<strong>ja</strong>tud viis uut piirkondlikku.<br />
Viimased tugiprügilad suletakse hiljemalt 16. juuliks 2009, ning peale seda saab jäätmeid<br />
ladestada vaid Tormas, Väätsal, Uikalas, Paikusel <strong>ja</strong> Jõelähtmel. Kagu-Eestis <strong>ja</strong> Saaremaal ei<br />
ole uut ladestusala ra<strong>ja</strong>tud <strong>ja</strong> seal kaob igasugune võimalus prügi ladestada. Jäätmeid tuleb<br />
hakata vedama hulga kaugemale. Veokauguse suurenemine kiirendab alternatiivsete<br />
käitlusviiside kasutusele võtmist. Aktiivselt diskuteeritakse jäätmete biokäitluse <strong>ja</strong><br />
energiakasutuse üle. Põletamist tuleb eelistada prügi ladestamisele, samas kui<br />
mater<strong>ja</strong>likasutust tuleks eelistada põletamisele. Ühiskonnas on jõudsalt rakendatud pakendite<br />
sortimist. Ehkki pakendimater<strong>ja</strong>l on energiarikas, on Eestis otsustatud suur osa pakenditest<br />
kasutusele võtta mater<strong>ja</strong>lina. Pakendimater<strong>ja</strong>li seega põletada ei saa.<br />
Biolagunevate jäätmete osakaal ladestatavates jäätmetes peab langema aastaks 2010 45%-ni,<br />
aastaks 2013 30%-ni ning aastaks 2020 20%-ni. Sihtarvude saavutamine ainuüksi 2010.<br />
aastaks on väga tõsine väl<strong>ja</strong>kutse kogu Eesti ühiskonnale. Orgaaniline aine tuleb stabiliseerida,<br />
milleks kavandatakse suuremahulist lauskompostimist, mida nimetatakse ka mehhaanilisbioloogiliseks<br />
töötlemiseks. Selle käigus kombineeritakse mitmesuguseid mehaanilisi<br />
jäätmekäitlusvõtteid selleks, et lähtejäätmetest eraldada nn kuiv fraktsioon (metall, klaas,<br />
plast) <strong>ja</strong> orgaanilise aine rikas märgfraktsioon. Kuiva põlevfraktsiooni (paber <strong>ja</strong> plast) saab<br />
väärindada jäätmekütuseks. Märgfraktsioon stabiliseeritakse aeroobselt või anaeroobselt.<br />
Töödeldud jäätmed ladestatakse peale veendumist, et nad vastavad prügilanõuetele. Kulukat<br />
sortimist <strong>ja</strong> töötlemist asendaks edukalt jäätmete põletamine, mida Eestis aga praegu ei ole.<br />
Olmejäätmete masspõletus lahendaks prügilate <strong>ja</strong>oks mitu seadustest tulenevat ülesannet:<br />
normipiiresse väheneks prügilaisse jõudva orgaanilise aine hulk ning lõppeks töötlemata<br />
16
jäätmete ladestamine. Põletamine on kasulik, sest jäätmekütus asendaks fossiilseid<br />
energiakand<strong>ja</strong>id. Puidujäätmeid ehitus- <strong>ja</strong> lammutusprahist juba põletatakse. Paberit, pappi <strong>ja</strong><br />
mõnda liiki plasti saaks samuti energia tootmiseks kasutama hakata. Riiklikke sihtarve<br />
jäätmete põletamise kohta paraku ei ole.<br />
Jäätmete põletamine on mõeldav seal, kus tekib jäätmeid <strong>ja</strong> on energiatarbi<strong>ja</strong>, st suurtes<br />
linnades. Jäätmeid tohib põletada spetsiaalses põletusettevõttes EL direktiivi 200/76/EC järgi.<br />
Puidujäätmeid loetakse biomassiks <strong>ja</strong> neid võib põletada tavakatlama<strong>ja</strong>des juhul, kui nad ei<br />
sisalda reoaineid. Valikpõletamine eeldab suuremahulist sortimist. Spetsiaalseid<br />
jäätmepõletusettevõtteid Eestis ei ole, kuid arendamisel on vähemalt neli projekti. Nende<br />
koguvõimus ulatub 480-660 000 tonnini aastas, mis ületab olmejäätmete koguhulka Eestis.<br />
Põletama tuleb seega hakata ka teisi põlevjäätmeid, nt reostunud vanapuitu ehitus- ning<br />
lammutusjäätmetest.<br />
Jäätmete kogumine, sortimine, vedu <strong>ja</strong> käitlemine on siiani olnud peamiselt erafirmade<br />
korraldada. Viimastel aastatel on ühe rohkem hakatud rakendama “saasta<strong>ja</strong> maksab” <strong>ja</strong> ”toot<strong>ja</strong><br />
vastutab” põhimõtteid. Olmejäätmete kogumist on hakanud korraldama kohalikud<br />
omavalitsused, mis võivad kogu<strong>ja</strong>ile ette kirjutada, kuhu nende jäätmeid viima peab. See<br />
lihtsustaks jäätmete suunamist põletusse.<br />
Jäätmetest võib energiat saada ka muul moel, nt põletades prügilagaasi või biogaasi jäätmete<br />
’märg’fraktsiooni või reoveesette kääritamisest. Biogaasi põletamisega väheneb tugeva<br />
kasvuhoonegaasi, metaani, sattumine atmosfääri.<br />
3. Põlluma<strong>ja</strong>nduses tekkiva biomassi ressursi hindamine<br />
(Koosta<strong>ja</strong>d: H. Roostalu, I. Melts)<br />
Teravili<br />
Arvestades meie senist teravil<strong>ja</strong> tootmistaset <strong>ja</strong> tarbimist, võime märkida, et bioenergeetika<br />
eesmärgil teravil<strong>ja</strong> kasutamine on ressursi piiratusest tingituna limiteeritud. Edaspidi võime<br />
aga arvestada, et teravil<strong>ja</strong> kasvatuseks hästi sobivat maad on meil ligikaudu 1,5-2 korda<br />
rohkem kui seda on praegune teravil<strong>ja</strong> kasvupind. Biokütusena põhk ilmselt lähiaastatel<br />
arvesse ei tule, sest see on üheks olulisemaks mulda tagastatavaks orgaanilise aine allikaks<br />
huumuse taastootmisel. Eriti oluline on seda arvestada Lõuna-Eesti vähehuumuslikel<br />
muldadel. Põhu kogusaagist võiks omada biokütusena väärtust vaid talivil<strong>ja</strong> põhk, esmajoones<br />
rukki põhk, kuid seda vaid lokaalse küttena talu või ettevõtte kuivatites. Edaspidi, teravil<strong>ja</strong><br />
saagikuse suurenedes võib ka põhu kasutamine biokütusena meil suuremat tähtsust omada.<br />
Teravil<strong>ja</strong>kasvatuses intensiivtehnoloogiat rakendades võib toota arvestatavas koguses<br />
bioenergiat. Kuigi väetiste energeetiline ekvivalent on suur, on nende kasutamisel nisu<br />
väetisena bioenergeetiline kasutegur väga kõrge. Kui hinnata PRIA poolt väl<strong>ja</strong> pakutud<br />
energiakultuuri toetuseks kehtestatud minimaalseid saagikuse tasemeid, siis on ilmne, et<br />
eeldatakse äärmiselt ekstensiivset tootmist, mis on aga energeetiliselt kui ka ma<strong>ja</strong>nduslikult<br />
küsitav. Võrreldes nisuga oli rapsi puhul bioenergeetiline kasutegur mitu korda väiksem.<br />
Kõige madalam oli rapsi omahind siis kui tootmissisendid ei ületanud 13 GJ/ha kohta. PRIA<br />
poolt väl<strong>ja</strong> pakutud saagitaseme korral kujuneb toodetava biodiislikütuse omahind väga<br />
kõrgeks.<br />
17
Sõnnik<br />
Põllukultuuride kasvupinna kohta kasutatakse sõnnikut keskmiselt 3,9 t/ha, mis on oluliselt<br />
vähem optimaalsest normist. Sõnnikust on võimalik biogaasi toota suurfarmides, mu<strong>ja</strong>l on see<br />
ikkagi orgaaniliseks väetiseks.<br />
Rohumaad <strong>ja</strong> looduslikud taimekooslused<br />
Kui lähtuda, et meil on kasutamata maad 283,5 tuhat hektarit <strong>ja</strong> meie looduslike rohumaade<br />
produktsioonitase on 7,3 t/ha biomassi, siis moodustaks kasutamata maalt saadav biomassi<br />
kogus 2,07 miljonit tonni, millest oleks võimalik toota biogaasi. Meie rohumaade madal<br />
saagikus seondub eelkõige ebapiisavast väetiste kasutamisest, sest tegelik kõrreliste<br />
heintaimede saagipotentsiaal küündib meie mullastik-klimaatilistes tingimustes 180 GJ/ha<br />
kohta. Tuginedes meil korraldatud põldkatsete tulemustele on erinevate muldade efektiivne<br />
viljelusväärtus päideroo saagikusena glei- <strong>ja</strong> madalsoomuldadel 1,5-2 korda kõrgem kui<br />
parasniisketel kõrge boniteediga liivsavimuldadel. Samas on intensiivse väetamisega võimalik<br />
saada ka leetunud liivsavimuldadel päideroogu kuni 10 tonni kuivainet hektarilt.<br />
Lämmastikväetise bioenergeetiline kasutegur on rohumaadel väikeste väetisnormide korral<br />
väga kõrge – 10-20 GJ biokütust väetise ühe GJ kohta. Agronoomiliselt efektiivse<br />
lämmastikväetisnormi juures, kui saadakse maksimaalne bioenergia saak, on väetamise<br />
bioenergeetiline kasutegur 7. Oluline on rohtse biomassi bioenergia tootmisel <strong>ja</strong> kasutamisel<br />
arvestada, et mida madalam on agrofoon, seda ebastabiilsemad on taolistes tingimustes ka<br />
saagid. Päideroo saak ilma lämmastikväetisi kasutamata varieerus aastate lõikes ligikaudu<br />
kolm korda enam kui kõrgete väetisnormide korral.<br />
Roostikud<br />
Lähtudes TTÜ soojustehnika instituudi teadlaste hinnangust bioenergeetilisel eesmärgil<br />
koristuseks sobivate roostike levikust <strong>ja</strong> arvestades kevadise koristuse korral kuivainesaagiks<br />
4,5 t/ha ning kuivaine kütteväärtuseks 4,93 MWh/t, võime arvestada, et sealt saadava<br />
biokütuse kogus küündib 250GWh, millest Lääne maakonna arvele jääks 42%.<br />
Poollooduslikel <strong>ja</strong> tehismärgaladel tehtud uuringutele tuginevalt võime arvestada ka hundinuia<br />
kõrge bioproduktsiooniga, maapealse biomassi kuivainekogus on küündinud 12-17 t/ha kohta<br />
(Maddison, 2004). Suur osa sellest talveks variseb, kuid biokütust võiksime ka siin toota 60-<br />
80(100) GJ/ha.<br />
18
Estimation of the biomass resources of Estonia<br />
Summary<br />
1. Estimation of the resources of woody biomass – harvesting residues, wood processing<br />
residues and wood from non-forest lands<br />
(Compiled by A. Padari, P, Muiste, R. Mitt, L. Pärn)<br />
For estimation of the potential resources of forest biomass 4 map layers were used:<br />
5) Estonian Base Map;<br />
6) Estonian Digital Soil Map;<br />
7) The digital forest maps from the State Registry of Forest Data;<br />
8) Area maps of rural municipalities.<br />
Addition to that for analysis the forest inventory data from the State Registry of Forest Data<br />
and data about soil quality were used. At first the map layers were joined together and then<br />
split by borders into pieces for analysis. Based on that data, models for forest calculations<br />
were created. Then the analysed areas were subtracted from the layers of Base Map and the<br />
remained areas were integrated with map layers of Base Map, soil map and area maps of rural<br />
municipalities. After calculation of the natural areas of Base Map with the above mentioned<br />
models the areas and characteristics of forests not covered by the forest inventory data were<br />
found. These areas were also subtracted from the layers of Base Map and as a result the areas<br />
of Base Map not covered by the polygons of soil map were determined. 509 km 2 of Estonian<br />
area were not analysed due to absence of Base Map data. Subsequently the long-term yield of<br />
forest lands was calculated. According to the calculations the total annual yield of Estonian<br />
forests is 8 406 thousand m 3 and the share of traditional fuelwood is 963 thousand m 3 . As a<br />
rule the traditional fuelwood is harvested and used. However, the unused resource is<br />
harvesting residues, mainly tops and branches. The theoretically the amount that is available is<br />
1 503 thousand m 3 . In addition to that the potential of stumps has not been used up to now. For<br />
the calculation, only the resource of stumps from the final felling was taken into account as the<br />
collection of stumps after thinning will cause damages to the remaining trees. The results of<br />
the calculation indicate that the total volume of stumps from final felling is 778 thousand m 3 .<br />
Based on the experience of Finland it can be said that only harvesting of stumps of coniferous<br />
trees is feasible. The total amount of stumps of coniferous trees is 480 thousand m 3 but due to<br />
the environmental restrictions the volumes that are available in reality are smaller.<br />
In order to estimate the total energy potential of wood fuels, the woody biomass from the nonforest<br />
areas (traces of power lines, drainage traces, roads etc., parks, orchards etc.) should also<br />
be taken into account in addition to the resources from forests. In the present report the data<br />
about traces of power lines is presented. Majority of these nature lands produce herbaceous<br />
biomass and the amount of woody biomass that is available is modest. The total length of<br />
power lines in Estonia is 57 thousand km. The area of traces of power lines passing through<br />
forests is 38.5 thousand ha and the potential yield of woody biomass is 42 thousand tons (the<br />
calorific value is 521 TJ).<br />
The total volume of wood processing residues from Estonian sawmills can be estimated to be<br />
600 thousand m 3 of sawdust (the calorific value 3 180 TJ) and 500 thousand m 3 of bark (the<br />
calorific value 2 650 TJ). Additional quantities of wood processing residues come from<br />
furniture, plywood, boards, glued-laminated timber and other industries. As the sawdust is<br />
19
used as a raw material for production of pellets and all big sawmills consume the bark as a<br />
main fuel for production of technological heat, limited amounts are left for other consumers of<br />
woody biomass.<br />
2. Biomass from waste<br />
(Compiled by M. Kriipsalu)<br />
In Estonia, about 20 million tons of waste was generated in 2006. The main sources of waste<br />
(around 95% of total) in Estonia are oil shale mining, oil shale chemistry and power<br />
production. Municipal waste accounts for 3,5% of total waste produced, which is<br />
approximately 500 000 t, or 400 kg per capita. Waste generation will increase by 5% annually<br />
until 2013, reaching up to 700 000 tonnes annually. Combustible fraction is estimated to take<br />
80% by weight, biowaste 65%, and packages 25–30 %.<br />
Solid waste management is well regulated in Estonia. The National targets are well defined.<br />
The EU legal acts are largely reflected in the Estonian legal acts. The National Waste<br />
Management Plan is a general strategic document, providing a basis for systematic waste<br />
management. The Waste management is based on internationally recognised principles, where<br />
the preference list is as follows.<br />
− prevention of waste generation,<br />
− reduction of the quantities and hazardousness of waste,<br />
− recovery of waste in direct reuse or material recycling,<br />
− biological processes (aerobic composting and anaerobic gasification),<br />
− energy recovery (incineration of waste with energy production),<br />
− disposal of waste to environmentally safe landfills.<br />
Landfilling remains the main method for disposal of municipal waste. There are five modern<br />
landfills in Estonia: Jõelähtme, Väätsa, Uikala, Torma and Paikuse. Remarkable successes<br />
have been achieved in closing of old dump sites. The last of old landfills will be closed by July<br />
16, 2009. After this, no landfilling capacity remains in South-East Estonia and Saaremaa<br />
(Estonian islands). As the hauling distance increases, it contributes to implementation of<br />
alternative treatment methods.<br />
Reduction of biodegradable waste in landfills is one of the most serious environmental targets<br />
in Estonia. As targeted, the landfilled municipal waste may contain biodegradable fraction not<br />
more than 45% by weight by 2010; not more than 30% by 2013; and not more than 20% by<br />
2020. This can be achieved by large scale material recovery, biotreatment, or incineration.<br />
Most likely, a combination of methods will be used; e.g Mechanicel-Biologicel Treatment<br />
(MBT), where recyclables are separated by mechanical sorting, waste fuel is separated by airclassification,<br />
and the remaining will be composted prior to landfilling.<br />
The use of municipal waste for energy production is an alternative for replacing nonrenewable<br />
sources of energy, especially in the development of combined heat and power<br />
plants. Wood waste is already in use as a source of energy. In addition, paper, cardboard and<br />
certain types of plastic and also municipal waste can be used for energy recovery.<br />
Implementation of large-scale incineration would fulfil two major requirements for waste<br />
disposal: a) reducing the organic content of waste to be landfilled, and b) meeting the goal<br />
20
where untreated waste should not be disposed of. Currently, no national targets in incineration<br />
of wastes have been established.<br />
Incineration for energy generation in feasible in large cities, where sufficient amount of wastes<br />
is available, and the consumer for energy exists. Waste incineration for energy generation has<br />
a priority over disposal of wastes; however, material recycling is preferred to energy recovery.<br />
Incineration of waste (incl. co-incineration with other fuels) is a subject to the requirements of<br />
the EC Directive 200/76/EC.<br />
Currently, there are no waste incinerators in Estonia, but four incinerator projects are under<br />
development. The total capacity will be up to 480-660 000 t/y, which exceeds the available<br />
amount of municipal waste. Other waste than municipal waste could be used, e.g. waste wood<br />
as well as timber from construction and demolition waste. Waste wood is considered as<br />
biomass, and can be burned also in conventional boiler houses, presuming that wood contains<br />
no hazardous substances. This requires large-scale sorting.<br />
Promotion of re-use and recovery of packaging waste is among the main targets in relation to<br />
municipal waste. Implementation of source separation of municipal waste receives more<br />
attention in Estonian. About 60% of package waste must be source separated, from which<br />
substantial amount should be used as raw material. Packages, therefore, can not be seen as a<br />
major source for energy.<br />
Waste collection, sorting, transport and recovery have been largely the responsibility of<br />
private companies. In recent years, the “polluter pays” and “producer responsibility” principle<br />
has become effective, especially in handling of package waste and waste electronic appliances.<br />
Municipalities have become responsible for organising the collection of municipal waste. This<br />
simplifies the targeted collection and delivery of combustibles to incineration plants, if<br />
necessary.<br />
Among other sources of waste energy, biogas from wastes (sewage sludge, wet fraction of<br />
organic wastes, and landfill gas) can be seen as an alternative source. Utilising of biogas fulfils<br />
one of the National targets of waste management – reducing methane emissions.<br />
Agricultural production for bio-fuel<br />
(Compiled by H. Roostalu, A. Astover)<br />
Cereals<br />
The using of cereal production for bio-energy is limited considering current production–<br />
consumption proportion. It is also important to conceive that there is 1.5–2 times more suitable<br />
area for cereal production than is used at present. Cereal straw as bio-fuel in the near-term<br />
can’t be considered because its necessary for maintaining soil fertility. It is the most important<br />
to consider this aspect in South Estonia on humus-poor soils.<br />
From all cultivated cereals in Estonia only winter cereals (especially rye) straw could be<br />
considered potential resource for bio-fuel taking into account allocation of the farm or<br />
company.<br />
When cereal yield increases in the future importance of straw as bio-fuel may be higher. Using<br />
more intensive technology in cereal cultivation the producible bio-energy would be<br />
remarkable. Despite the energetic equivalent of fertilizers is high, bio-energetic efficiency of<br />
their application in wheat cultivation is even higher.<br />
21
Minimum yield level that is necessary for requesting bio-energy culture subsidies from<br />
Estonian Agricultural Registers and Information Board (PRIA), indicates that it is expected<br />
rather extensive production practices which its turn is both energetic and economic point of<br />
view questionable.<br />
The bio-energetic efficiency in case of oil-seed rape is several times lower compared with<br />
wheat. The lowest oil-seed rape self-cost appeared when production input was smaller than 13<br />
GJ per hectare. Producible bio-diesel cost-price will be remarkably high when considering<br />
minimum yield level required from PRIA.<br />
Manure<br />
It is used average 3.9 tons manure per hectare, which is considerably lower than optimum<br />
norm. Biogas from manure can be considered in large farms, in other companies it is rather for<br />
organic fertilization.<br />
Grasslands and natural plant communities<br />
If calculating biomass production from abandoned land (283.5 thousand hectares) taking into<br />
account natural grasslands productivity then it would be possible to produce 2.07 millions of<br />
tons biomass which can be used its turn for biogas production.<br />
Low productivity of grasslands in Estonia depends mostly on insufficient fertilizer usage. The<br />
potential yield of grasses reaches in our pedo-climatic conditions up to 180 GJ per hectare.<br />
Based on the results collected from our field experiments the effective soil fertility as a yield<br />
of ribbon grass on Gleysols and Eutric Histisols is 1.5–2 times higher than on fertile<br />
automorphic soils. It is also possible to get ribbon grass dry matter yield up to 10 tons per<br />
hectare on medium textured Albeluvisols.<br />
Bio-energetic efficiency of nitrogen fertilizers for grasslands is very high at low application<br />
rates – 10-20 GJ bio-fuel per one GJ fertilizer. Bio-energetic efficiency is 7 when used<br />
agronomical effective (yield potential is maximum) rate of nitrogen fertilizer.<br />
When producing and utilizing herbaceous mass for bio-energy it is important to take in<br />
consideration that in case of lower soil fertility the yield are more unstable. The ribbon grass<br />
yield without using nitrogen fertilizers varied over years approximately three times more than<br />
using high fertilize norms.<br />
Thicket of reeds<br />
Based on the estimation of TTÜ scientists about allocation of thicket of reeds suitable for<br />
harvesting and taking into account that the dry matter yield in spring harvesting is 4.5 tons per<br />
hectare and dry matter calorific value is 4.93 MWh per ton then the producible bio-fuel<br />
reaches up to 250 GWh of which 42% originates from Lääne county.<br />
The experiments established in semi-natural areas and in artificial wetlands confirm that reedmace<br />
has high bio-production potential; aboveground biomass has reached up to 12–17 tons<br />
per hectare (Maddison, 2004). The remarkable amount of this is lost for winter but in this case<br />
the producible bio-fuel would be 60–80 (100) GJ per hectare.<br />
22
Lisa 4<br />
Rohtsete energiakultuuride uuringud<br />
Aruanne<br />
Telli<strong>ja</strong> – <strong>Maaelu</strong> Edendamise Sihtasutus<br />
Täit<strong>ja</strong> – EMÜ põlluma<strong>ja</strong>ndus- <strong>ja</strong> keskkonnainstituut<br />
Projektijuht: PhD Merrit Noormets<br />
Vastutavad täit<strong>ja</strong>d: Pm tead dr. Henn Raave<br />
Pm tead dr. Rein Viiralt<br />
PhD Valdo Kuusemets<br />
Pm tead. dr. Maarika Alaru<br />
Pm tead. dr. Jaan Kuht<br />
MSc Liina Talgre<br />
MSc Arvo Makke<br />
Kokkuvõte<br />
a. Andma võrdleva ülevaate Eestis viljelemiseks sobivatest ning soovituslikest<br />
energiakultuurideliikidest <strong>ja</strong> sortidest (sh geneetiliselt muundatud) vastavalt<br />
kasutuseesmärgile;<br />
Energiaheina tootmiseks sobib heintaimedest päideroog, (sordid ‚Ped<strong>ja</strong>’; ’Venture’ <strong>ja</strong><br />
’Platon’), milliste saak on 8…10 t KA ha -1 aastas <strong>ja</strong> taimiku kasutuskestus üle 10 aasta. 1.2<br />
Biogaasi tootmiseks va<strong>ja</strong>mineva biomassi saamiseks sobivad heintaimed eri muldadel: 1)<br />
hästilagunenud turvasmullal <strong>ja</strong> lammimullal päideroog (sordid ’Ped<strong>ja</strong>’, ’Venture’ <strong>ja</strong><br />
’Platon’).; 2) parasniisketel mineraalmuldadel roog-aruhein (sort ’Seine’ ) , ohtetu-luste (sort<br />
’Lehis’); 3) parasniisketel <strong>ja</strong> kuivemapoolsetel mineraalmuldadel kerahein (sort ’Jõgeva<br />
242’); 4) põuakartlikele õhukestele rähkmuldadele ning erodeeritud kuppelaladele idakitsehernes<br />
(sort ’Gale’). Kõigi nimetatud liikide saagikus on 8…10 t KA ha -1 aastas <strong>ja</strong><br />
taimiku kasutuskestus üle 10 aasta.<br />
Kartul (Solanum tuberosum)<br />
Kartuli kasvatamisel energiakultuurina on oluline kasvatada neid sorte, mis annavad<br />
kõrge saagi <strong>ja</strong> on tärkliserikkad.<br />
Etanooli tootmiseks sobivad tärkliserikkamad hilisepoolsed <strong>ja</strong> hilised sordid ´Reet´,<br />
´Ants´, ´Anti´. Rootsi firmad on aretanud tärklisetoot<strong>ja</strong>te <strong>ja</strong>oks tulusa kartulisordi, mille tärklis<br />
koosneb põhiliselt nn liimainest. Seda kartulit tähistatakse esialgu EH92–527–1. Geneetiliselt<br />
muundatud sordi tärklisesisaldus on ligikaudu 30 % <strong>ja</strong> tärklis koosneb 98 % amülopektiinist,<br />
mis tavalisel kartulil on 70-80%. Rootsis GM kartuli kasvatamisel on tasuvus tõusnud 6 -12<br />
%/ha. Kohaliku kartuli potentsiaal etanooli tootmisel on 5050 l/ha <strong>ja</strong> energeetiline potentsiaal<br />
107,6 GJ/ha. Kergetele muldadele sobivad vara<strong>ja</strong>sed või hilised, kuid raskematele muldadele<br />
keskvalmivad sordid<br />
Suhkrupeet (Beta vulgaris saccharifera)<br />
23
Suhkrupeedi juurikate kõrge suhkrusisalduse (18-20%) tõttu saab juurikatest toota<br />
etanooli. Peedijuurikate suhkrust 90% on võimalik kääritada etanooliks. Suhkrupeedi pealseid<br />
on võimalik kasutada biogaasi tootmiseks. Suhkrupeeti Eesti tingimustes eriti ei kasvatata.<br />
Seetõttu ei ole Eesti sordilehel ühtki rajoonitud <strong>ja</strong> soovitatud sorti. Lätis kasvatatakse sorte<br />
´Anna´, ´Axel´, ´Boston´, ´Sofariso´. Leedus kasvatatakse sorte ´Avia´, ´Bigben´, ´Tivoli´ <strong>ja</strong><br />
Saksamaal sorte ´Akzent´, ´Alabama´<strong>ja</strong> ´Beretta´.<br />
Meie tingimustes on suhkrupeedi kasvatamine liiga kulukas. Küllaltki palju energiat<br />
kulub juurikate <strong>ja</strong> pealsete transpordiks. Euroopa tingimustes on suhkrupeedist alkoholi<br />
tootmine tunduvalt kallim kui troopika tingimustes. Suhkrupeedist võib aastas toota 240 GJ/ha<br />
energiat, millest 45% ehk 108 GJ/ha on võimalik muuta etanooliks. Lääne-Euroopas on<br />
etanooli saagikus 5000–5750 l/ha. Kohaliku suhkrupeedi energeetiline potentsiaal etanooli<br />
tootmisel on keskmiselt 58 t/ha juurikaid, etanooli saagis 93 l/t <strong>ja</strong> saagikus 5400 l/ha ning<br />
energeetiline potentsiaal 115,0 GJ/ha. Etanoolitootmise kõrvalprodukti- peedipulpi on<br />
võimalik anaeroobse fermetatsiooni mõjul muuta metaaniks 8 päevaga. Biogaasi koostises on<br />
metaani 55-75%. Ühe kg kuivaine kohta võib eralduda 230-400 liitrit biogaasi.<br />
Raps (Brassica napus)<br />
(Brassica rapa oleifera)<br />
<strong>ja</strong> rüps<br />
Raps <strong>ja</strong> rüps on levinuimad õlikultuurid üle kogu maailma. Rapsi <strong>ja</strong> rüpsi kasvupind<br />
Eestis on tõusnud 2007. aastaks 72500 hektarini. Eestis võiks külvisena soovitada sordilehel<br />
olevaid sorte - suvirapsi ´Hunter´, suvirüpsi ´Ohto´, talirapse ´Kronos´<strong>ja</strong> ´Banjo <strong>ja</strong> talirüpse<br />
´Largo´<strong>ja</strong> ´Prisma´. Ameerikas <strong>ja</strong> Kanadas kasvatatakse üsna laialdaselt geneetiliselt<br />
muundatud sorte. Need on umbrohutõrjele <strong>ja</strong> kahjuritele resistentsed rapsi sordid. Euroopa<br />
Liidus - Prantsusmaal <strong>ja</strong> Kreekas on keelatud GM sordid: Bayer'i õliraps Topas 19/2 <strong>ja</strong><br />
MS1xRf1. Põhjuseks on geneetiline saastumine <strong>ja</strong> herbitsiiditolerantsuse levik. GM sordid on<br />
keelatud ka Eestis. Nii rapsi kui rüpsi (suvi- <strong>ja</strong> talivormide) potentsiaalne saagivõime on meil<br />
saadavast tegelikust saagist ligikaudu kaks korda suurem. Diislikütuse tootmisel<br />
rapsiseemnest, õnnestub Eesti oludes, kõiki energeetilisi kulutusi arvesse võttes, saada vaid<br />
1,3- 1,6 korda rohkem energiat, kui esialgselt kulutati.<br />
Õlituder (Camelina sativa)<br />
Heade energeetiliste omaduste tõttu sobib tudraõli biodiisli valmistamiseks.<br />
Õlitootmise kõrvalprodukti õlikooki võib samuti kasutada põletamiseks. Glütserooli võib<br />
kasutada puitbriketi sidumiseks. Tudra peenestatud <strong>ja</strong> kuivanud varred on kasutatavad<br />
mootori- <strong>ja</strong> katlakütusena. Põhku võib ka mulda sisse künda või toota sellest biogaasi.<br />
Külvisena sobib sort ´Ligena´. Saksamaal kasvatatakse sorti ´Leindotter´. Õlituder paelub<br />
tähelepanu energiakultuurina paljudes maades - Austrias, Belgias, Taanis, Soomes,<br />
Prantsusmaal <strong>ja</strong> Itaalias. Ka Eesti tingimustes võiks õlitudra kasvatamist täiendavalt uurida.<br />
Lina (Linum usitatissimum)<br />
Energiakultuuriks sobib õlilina. Linaõli kasutamist energeetilise kütusena ei ole siiani uuritud.<br />
Õlilina energeetiline potentsiaal on Linavarred, mis jäävad järele seemnete eraldamisel<br />
sobivad põletamiseks (1 ha saadav energia kogus 29,2...38,8 MWh). Õlilina sordid ’Lirina’,<br />
’Taurus’, ’Flanders’.<br />
Kanep, praegu kasvatatkse Eestis kiukanepi sorte ’Benico’, perspektiivsed on ’Felina’,<br />
’Futura’ <strong>ja</strong> ’Fedora’, mida kasvatatkse edukalt Rootsis. (1 ha saadav energia kogus 28,2...50<br />
MWh). Kanep võiks sobida kasvatamiseks biogaasina, praegu viljeletetakse Eestis kiukanepi<br />
sorte Benico, perspektiivsed on sordid Felina,Futura <strong>ja</strong> Fedora, mida kasvatatkse edukalt<br />
Rootsis. (1 ha saadav energia kogus 18,9…31,8 MWh)<br />
24
Mais (Zea mays)<br />
Maisi sordid, mis on praegu Eesti sordilehel (’Crescendo’, ’Furioso’, TK 160) on mõeldud<br />
kasvatamiseks loomasöödana siloks. Euroopas aretatakse <strong>ja</strong> kasvatatakse spetsiaalseid<br />
biogaasi tootmiseks sobivamaid sorte, mille suhkrute sisaldus on kogu taimes ühtlane<br />
(’Amara’, ’Atletico’, ’Deco’, ’Mikado’). Neid sorte oleks va<strong>ja</strong> katsetada ka Eesti tingimustes.<br />
Biogaasi tootmiseks ei ole aretatud GM maisisorte, (1 ha saadav energia kogus 24...30 MWh).<br />
Teravil<strong>ja</strong>d<br />
Taliteravil<strong>ja</strong>dest sobib energiataimedeks rukis <strong>ja</strong> tritikale. Biogaasiseisukohalt on oluline suur<br />
maapealne fütomass, seega rukki sortidest sobiks ‘Vambo’ <strong>ja</strong> ‘Sangaste’ ning tritikale sortidest<br />
‘Modus’, ‘Tewo’, ‘Lamberto’, ‘Vision’, ‘Woltario’.<br />
Bioetanooli tootmise seisukohalt saagikamad on rukis ‘Vambo’, talitritikaledest ‘Modus’,<br />
‘Lamberto’ <strong>ja</strong> ‘Woltario’ (aastate lõikes stabiilsema terasaagiga).<br />
b) Analüüsima energiakulutuuride viljelemiseks va<strong>ja</strong>minevat tehnikat <strong>ja</strong> agrotehnoloogia<br />
olemasolu kohta ning täiendavast va<strong>ja</strong>dusest või olemasoleva kohendamisva<strong>ja</strong>dusest<br />
potentsiaalset tootmismahtu silmas pidades;<br />
Heintaimedest biomassi tootmiseks kasutatav tehnika <strong>ja</strong> agrotehnoloogia kattub 100% sellega,<br />
mida kasutatakse rohusöötade tootmiseks. Kõiki selleks va<strong>ja</strong>likke seadmeid on võimalik<br />
Eestist täna osta. Seadmete valik on lai <strong>ja</strong> see võimaldab leida sobiva masina nii suure- kui<br />
väikesemahulise tootmise <strong>ja</strong>oks.<br />
Tootmistehnoloogias kasutatav tehnika rohtsete energiakultuuride puhul ei erine (v. a. kanepi<br />
koristamine) tavaksvatuse tehnoloogiast <strong>ja</strong> saab kasutada juba olemasolevat tehnikat.<br />
Eestis on kartulit kasvatatud pikka aega <strong>ja</strong> seetõttu on olemas kogemused <strong>ja</strong> va<strong>ja</strong>lik<br />
tehnoloogia. Korraliku agrotehnika kasutamisel võib kartulit ka mitu aastat samal kohal<br />
kasvatada, kuid haiguste <strong>ja</strong> kahjurite leviku tõkestamiseks on soovitav pidada vahet 3-4 aastat.<br />
Suhkrupeedi kasvatamiseks on va<strong>ja</strong> väga vil<strong>ja</strong>kat mulda, sobivad tüseda künnikihiga<br />
huumusrikkad liivsavimullad. Ei sobi liivmullad väikese veevaru tõttu <strong>ja</strong> savimullad kergesti<br />
tekkiva mullakooriku tõttu. Juuremädaniku, nematoodide <strong>ja</strong> teiste kahjusta<strong>ja</strong>te leviku<br />
tõkestamiseks ei tohi suhkrupeeti kasvatada samal põllul enne 4-5 aastat. Tehnika on<br />
analoogne peedikasvatuses kasutatavale.<br />
Suure toitaineteva<strong>ja</strong>duse tõttu kasvavad raps <strong>ja</strong> rüps hästi pärast ristikut <strong>ja</strong> liblikõielisi.<br />
Eelvil<strong>ja</strong>deks sobivad ka rühvelkultuuridele järgnevad teravil<strong>ja</strong>d. Ühiseid haigusi kandvate<br />
kultuuride - herne (valgemädanik), lina (kuivlaiksus), kartuli (tõusmepõletik) <strong>ja</strong> rapsi vahele<br />
soovitatakse jätta külvikorras 2-3 aastat. Suhkrupeedi puhul jäetakse vahele kaks aastat. Raps<br />
sobib külvikorras kõige paremini teravil<strong>ja</strong>de vahele, pidurdades mitmesuguste mulla kaudu<br />
edasi kantavate haiguste levikut. Rapsi ei ole õige kasvatada kaks aastat järjest, sest ristõieliste<br />
kuivlaiksus (Alternaria brassicae) kandub mulla kaudu edasi põhiliselt ainult järgmisel aastal.<br />
Kasvukoha valikul tuleb silmas pidada mulla kultuurseisundit. Rapsi ei sobi külvata esimese<br />
kultuurina vahetult aastaid umbrohtu kasvatanud maale. Endale järgnemise korral peab a<strong>ja</strong>line<br />
vahe olema isegi kuni 5 aastat. Koristatakse kombainiga, mis va<strong>ja</strong>b eelnevat seadistamist rapsi<br />
koristuseks. Kasutada tuleb spetsiaalset heedrit.<br />
25
Õlituder on vähenõudlik <strong>ja</strong> vastupidav ebasoodsatele kasvutingimustele ning sobib<br />
vähevil<strong>ja</strong>katele kergema lõimisega muldadele. Õlituder on hea eelvili teistele kultuuridele.<br />
Õlitudra <strong>ja</strong> teiste ristõieliste kultuuride vahele tuleb külvikorras jätta 5 aastat. Õlitutra võib<br />
kasvatada külvikorraväliselt vanade rohumaade kasutuselevõtmisel teisel või kolmandal aastal<br />
teravil<strong>ja</strong> järel.. Ökoloogilises tootmises on õlituder andnud rapsist kõrgemaid saake. Tuder<br />
kaitseb mulda erosiooni eest. Õlitutra ei kahjusta maakirbud. Suuremat kahju võivad tekitada<br />
valgemädanik, vertitsilloos <strong>ja</strong> nuuter.<br />
Õlilina on võimalik koristada teravil<strong>ja</strong>kombainiga a<strong>ja</strong>l, mil saak on kuiv <strong>ja</strong> seeme<br />
valminud. Linakasvatusega alustamine ei too kaasa muudatusi tavapärases mullaharimises.<br />
Maa ettevalmistamine külviks toimub sarnaselt suviteravil<strong>ja</strong>dele.<br />
Kanepikasvatuses toimub maa ettevalmistamine külviks sarnaselt suviteravil<strong>ja</strong>dele.<br />
Praegu puudub Eestis korralik kanepi koristamistehnika. Õlikanepit püütakse koristada<br />
teravil<strong>ja</strong>kombainiga. Kiukanepi koristamiseks kasutatakse näiteks Hollandis spetsiaalseid<br />
kombaine, aga Eestis need puuduvad.<br />
Mais koristatakse liikurhekseldiga mis on varustatud maisiheedriga. Mullaharimiseks<br />
sobib sama tehnika, mida kasutatakse teravil<strong>ja</strong>kasvatuses. Läga kasutamisel va<strong>ja</strong>lik läga<br />
laotamise <strong>ja</strong> muldaviimise masind. Va<strong>ja</strong>lik on kasutada täppiskülvikut.<br />
Talivil<strong>ja</strong>de tootmisel bioenergiak kasutatakse tavatootmises levinud <strong>ja</strong> olemasolevat tehnikat.<br />
Agrotehnoloogilisest seisukohast suuremat maapealset fütomassi saab taliteravil<strong>ja</strong> väetades N-<br />
ga kultuuride võrsumisfaasis (varakevadel aprillis-mais), sobiv N kogus 60-80 kg N ha -1 ,<br />
suurem N kogus ei ole ma<strong>ja</strong>nduslikult õigustatud. Suhteliselt haiguskindlate <strong>ja</strong><br />
konkurentsikindlate kultuuridena (hea võrsumisvõime) võib loobuda nii ubrohutõrjest kui ka<br />
haiguste tõrjest.<br />
c) Analüüsima <strong>ja</strong> kirjeldama eri energiakultuuride viljelemise mõju mulla<br />
vil<strong>ja</strong>kusomadustele;<br />
Heintaimede kasvatamine suurendab mullavil<strong>ja</strong>kust. Heintaimed jätavad mulda<br />
orgaanilist ainet (peamiselt taimejuured) enam, kui seda mullas lagundub nende kasvatamisel.<br />
Lina on kultuur, mis ei talu enese järgnevust külvikorras. Soovitav on pidada vahet<br />
vähemalt 5…6 aastat, enne kui külvata lina samale põllule. Lina ei soovitata kasvatada liiv- <strong>ja</strong><br />
savimullal. Parimaks eelvil<strong>ja</strong>ks linale on talirukis, heaks kasvukohaks on linale ka vana sööt<br />
või ümberküntud rohumaa.<br />
Kanepikasvatuses ei ole va<strong>ja</strong> kasutada keemilisi taimekaitsevahendeid, sest haigusi <strong>ja</strong><br />
kahjureid esineb harva <strong>ja</strong> umbrohtude suhtes hea allasurumisvõimega. Pärast kanepit on põld<br />
väga umbrohupuhas. Sobib eelvil<strong>ja</strong>ks enamikele põlluma<strong>ja</strong>nduskultuuridele, eriti linale. Võib<br />
kasvatada ühel kohal mitu aastat järjest. Kasutatakse ka hal<strong>ja</strong>sväetiskultuurina.<br />
Maisi võib kasvatada ühel põllul mitu aastat järjest. Kindlasti tuleb jälgida mineraalainete<br />
<strong>ja</strong> toitainete muutumist mullas. Ei tohi muutuda monokultuuriks.<br />
Lupiinid.<br />
Kõiki lupiine iseloomustab sügavale mulda tungiv tugevasti arenenud juurestik ning<br />
vähenõudlikkus mullastiku <strong>ja</strong> väetamise suhtes. Et lupiinid on võimelised saama toitaineid<br />
26
kätte ka mulla sügavamatest osadest <strong>ja</strong> raskesti lahustuvaist ühenditest ning on ühtlasi ka head<br />
lämmastikusidu<strong>ja</strong>d, siis viib nende pikaa<strong>ja</strong>line kasvatamine mullavil<strong>ja</strong>kuse paranemiseni:<br />
a) mulla huumuskiht rikastub juurestiku vahendusel sügavamatest mullaosadest toodud<br />
taimetoitainetega (P, K, mikroelemendid) <strong>ja</strong> lisandub ka huumust<br />
b) lagunevate juurejäänuste <strong>ja</strong> sisseküntud maapealse massi toimel paranevad mulla<br />
füüsikalised <strong>ja</strong> bioloogilised omadused (ka mulla sügavamates osades)<br />
Maapirn.<br />
Maapirn võib kasvada ühel kasvukohal kuni 10 aastat, mille vältel eemaldatakse saagiga<br />
põllult igal aastal suur kogus toitaineid, samas kui mulda tagastatakse juure <strong>ja</strong> taimejäänuste<br />
näol orgaanilist mater<strong>ja</strong>li aga vähe. Ka sage vaheltharimine põhjustab orgaanilise aine liigset<br />
mineraliseerumist. Need kõik loovad maapirni kasvatamisel eeldused mullavil<strong>ja</strong>kuse<br />
vähenemiseks. Kasvatustehnoloogia valikul tuleb seega lähtuda eelkõige mullast.<br />
Liivmuldadel tuleks maapirni kasvatada samal kasvukohal lühikest aega, 1–2 aastat <strong>ja</strong><br />
kindlasti väetada orgaaniliste väetistega (hal<strong>ja</strong>sväetised, sõnnik jm). Külvikorras kasvatada<br />
mulla orgaanilist ainet rikastavaid kultuure (heintaimed, lupiinid jm). Mulavil<strong>ja</strong>kuse<br />
seisukohast positiivseks võib lugeda maapirni suurt konkurentsivõimet umbrohtudega, mida<br />
toetab ka tema kasvatamise agrotehnoloogia <strong>ja</strong> mis kokkuvõttes vähendab ka mulla<br />
umbrohuseemnevaru.<br />
Päevalill.<br />
Et päevalille tugev sammasjuur ulatub sügavale mulda <strong>ja</strong> kõrvaljuured hargnevad ohtrasti<br />
ka horisontaalsuunas, siis mulla orgaanilise aine kadu mullast (arvestades lisaks ka<br />
maapealsete taimejäänuste sissekündi) on tema kasvatamisel vähene. Kuid, et päevalill<br />
kasutab hästi orgaanilisi väetisi (sõnnikut, hal<strong>ja</strong>sväetist), siis nendele väetiste kasutamisele<br />
ra<strong>ja</strong>tud päevalille kasvatamise agrotehnika järgimine võib suurendada mulla esialgset<br />
vil<strong>ja</strong>kust.<br />
Teravil<strong>ja</strong>de viljelemisel bioenergia kultuuridena on va<strong>ja</strong>lik iga-aastane väetamine, et tagada<br />
mullavil<strong>ja</strong>kuse säilimine.<br />
d) Andma hinnangu eri energiakultuuride sobivuse <strong>ja</strong> kasvatamise võimaluste kohta<br />
piirkonniti tulenevalt EL ühise põlluma<strong>ja</strong>nduspoliitika jõustuvatest ristvastavusnõuetest;<br />
Eestis tuleks piiratud kasutussobivusega muldadel (kuivad rähksed <strong>ja</strong> erodeeritud mullad,<br />
liigniiskuse all kannatavad mullad, nitraaditundlikud alad) kasvatada energiakultuuridena<br />
põhiliselt heintaimi (eeskätt kõrreliste <strong>ja</strong> liblikõieliste segusid), kuna viimased annavad<br />
ebasoodsates kasvutingimustes suurema kuivaine- <strong>ja</strong> energiasaagi kui nõudlikumad kultuurid<br />
(raps, rüps, teravili, kartul) ning nitraaditundlikel aladel on toiteelementide leostumine<br />
heintaimede alt mullast põh<strong>ja</strong>vette tunduvalt väiksem võrreldes tugevasti väetatud<br />
põllukultuuridega.<br />
Rukki <strong>ja</strong> talitritikale kasvatamine Balti riikides energiataimena igati sobiv (rukki<br />
kasvatmisel a<strong>ja</strong>loolised traditsioonid, aretatud on sordid kohaliku kliima <strong>ja</strong>oks, tritikale<br />
peamine puudus – terade peas kasvamaminek niisketes oludes – on välditav varasema<br />
koristusega, kui terad ei ole veel täisküpsuses – biomass biogaasiks või biokütuseks).<br />
e) Analüüsima energiakultuuride kasvatamist piiravaid <strong>ja</strong> soodustavaid tegureid (sh<br />
keskkonnakaitselisi nõudeid);<br />
Energiakultuuride kasvatamist soodustavaks teguriks on vaba põlluma<strong>ja</strong>ndusmaa<br />
27
olemasolu, mida Eestis on hetkel kasutusest väl<strong>ja</strong>s ligikaudu 300000 ha. Energiakultuuride<br />
kasvatamist on seni piiranud nõudluse ühekülgsus või puudumine turul. Rohtsetest<br />
energiakultuuridest teatakse peamiselt õlikultuure. Vähem on teada rohtsete energiakultuuride<br />
kasutamise kohta kütmiseks <strong>ja</strong> biogaasi tootmiseks.<br />
Energiakultuuride kasvatamisel on võimalik kasutada väga erinevaid kultuuride segusid.<br />
Selles peituvad nii positiivsed kui ka riskantsed võimalused: 1) positiivne on, et segukülvides<br />
kasutatakse maksimaalselt ära mullavil<strong>ja</strong>kuse võimalused, suuremad fütomassi saagid; 2)<br />
mullavil<strong>ja</strong>kuse vähenemise ärahoidmiseks on va<strong>ja</strong> väl<strong>ja</strong> töötada korralik väetamissüsteem.<br />
f. Analüüsima oodatavaid keskkonnamõjusid, hinnates erinevate energiakultuuride mõju<br />
keskkonnale alates tootmisest kuni jäätmete utiliseerimiseni;<br />
Võrreldavatest energiakultuuridest võib eristada keskkonnamõjude seisukohalt 3 gruppi.<br />
Kõige problemaatilisemad on suviraps, suvirüps <strong>ja</strong> talirüps, mille kasvatamiseks kasutatakse<br />
palju mürkkemikaale, millega kaasnevad ka suuremad energeetilised kulud nende kultuuride<br />
harimisele. Monokultuuridena on nad haigustundlikud <strong>ja</strong> meie keskkonnale mitte omased. Idakitseherne<br />
peamine keskkonnamõju on seotud tema võimega looduses levida, mis võib<br />
muutuda siinseks invasiivseks võõrliigiks.<br />
Keskkonnamõju seisukohalt keskmisteks võiks pidada maisi <strong>ja</strong> õlituderit, mille Eestis<br />
kasvatamist tuleks põh<strong>ja</strong>likumalt uurida.<br />
Keskkonnasuhtes kõige vähem probleeme tekitavateks kultuurideks võib pidada õlilina,<br />
tritikale <strong>ja</strong> rukki segu ning kaera, mis on vanad traditsioonilised kultuurid suhteliselt väikeste<br />
keskkonnamõjudega.<br />
g. Andma soovitused energiakultuuride laialdasema viljelemise korraldamiseks Eestis.<br />
Energiakultuuride viljelemine peab põhinema turunõudlusel <strong>ja</strong> oskusteabel. Enne laialdase<br />
viljelemisega alustamist peab olema selge, millised energia saamise viisid (biogaasi tootmine,<br />
põletamine jne) <strong>ja</strong> selle tootmiseks sobivad rohtsed kultuurid omavad Eestis perspektiivi.<br />
Esimesed ra<strong>ja</strong>tavad tootmisüksused võiksid saada abi riigilt, tingimusel, et need oleksid<br />
edaspidi avatud tutvumiseks uutele huvilistele <strong>ja</strong> va<strong>ja</strong>dusel ka eksperimentaalseks baasiks<br />
teadlastele.<br />
Uurimist va<strong>ja</strong>vad küsimused<br />
1. Esmatähtis on hinnata Rootsis <strong>ja</strong> Soomes väl<strong>ja</strong>töötatud energiaheina tootmistehnoloogia<br />
rakendatavust Eesti kliimas. Paralleelselt tuleks uurida kevadisele koristamisele alternatiivseid<br />
koristusaegu, et vähendada talvel tekkivat saagikadu <strong>ja</strong> päideroo kõrval ka teiste (kerahein,<br />
ohtetu luste, roog-aruhein, ida-kitsehernes) sama produktiivsete heintaimede sobivust<br />
energiaheina tootmiseks.<br />
Heintaimedest biogaasi tootmise <strong>ja</strong>oks on va<strong>ja</strong> selgitada väl<strong>ja</strong> indikaatorid, mille alusel hinnata<br />
heintaimede optimaalset niiteaega. Biogaasi väl<strong>ja</strong>tulek biomassist on tihedasti seotud<br />
heintaimede arengufaasiga ning see väheneb taimiku vananedes. Uurimist va<strong>ja</strong>b ka see, kas<br />
biogaasi väl<strong>ja</strong>tuleks on suurem värskest või sileeritud rohust.<br />
28
Kõiki loetletud küsimusi on võimalik uurida ühe katse baasil, mistõttu on ma<strong>ja</strong>nduslikult<br />
otstarbeks viia see uurimistöö läbi komplekselt. Uurimistöö orienteeruv maksumus on 300 000<br />
kr/aastas, va<strong>ja</strong>lik kestus 3…5 aastat.<br />
2. Lahendamist va<strong>ja</strong>b bioenergia tootmisel tekkivate jäätmete probleem. Orienteeruvalt<br />
moodustab põletusjääk heintaimede 3…8 % kuivainest 3…8 % <strong>ja</strong> biogaasi kääritusjäätmed<br />
üle 80 % esialgsest massist. Üks võimalusi oleks kasutada neid põllukultuuride <strong>ja</strong> rohumaade<br />
väetamiseks. Seni Eestis puuduvad uurimistööd nende väetusomaduste <strong>ja</strong> keskkonna mõju<br />
kohta. Selle kohta on vähe andmeid ka välismaal. (Uurimistöö orienteeruv maksumus 700000<br />
kr/aastas <strong>ja</strong> kestus 5 aastat).<br />
3. Va<strong>ja</strong>lik oleks uurida, kas kanepist on võimalik <strong>ja</strong> otstarbekas toota biogaasi. Siiani on<br />
uuri<strong>ja</strong>te arvamused olnud erinevad. Kanepi kasvatamisel tahkekütuseks on va<strong>ja</strong>lik kontrollida<br />
katsetega kevadise koristustehnoloogia sobivust siinsesse kliimasse.<br />
Võrrelda biogaasi tootmiseks aretatud maisisortide sobivust Eestisse <strong>ja</strong> täpsustada nende<br />
kasvatamise agrotehnika. Biogaasi tootmiseks parima koristusa<strong>ja</strong> kindlakstegemine.<br />
Agrotehnika täpsustamine (2008). 2009 Kanepi <strong>ja</strong> maisi sobivusel biogaasiks va<strong>ja</strong>lik<br />
koristusa<strong>ja</strong> kindlakstegemine. 2009 Teavitamine (trükised), koolitamine (500000 kr/aastas <strong>ja</strong><br />
kestus kuni kolm aastat).<br />
4. Teravil<strong>ja</strong>de osas va<strong>ja</strong>ks uurimist: 1) sobiva koristusa<strong>ja</strong> väl<strong>ja</strong>selgitamine (et saada suurim<br />
maapealne fütomass, samas ka kvaliteetne terasaak – koristusa<strong>ja</strong> hilinemisel on oht, et<br />
teravil<strong>ja</strong>de terad võivad peas kasvama minna);<br />
2) sobivad segukülvid – kas teravil<strong>ja</strong>de kasvatamisel tervikoristuseks on võimalik kasvatada<br />
koos ka tali- <strong>ja</strong> suvivilju (300 000 kr/aastas <strong>ja</strong> kestus kuni kolm aastat).<br />
Summary<br />
The aims of the project<br />
a) To give a comparative overview of the species and cultivars of energy crops suitable<br />
and recommended for Estonia (including genetically modified) which meet the aims of<br />
usage;<br />
b) To analyze the necessary technology and existing agrotechnology for growing<br />
energycrops. To analyze the additional needs and the necessity for adapting the<br />
existing technology bearing in mind the potential production volume;<br />
c) To analyze and describe the influence of growing energy crops on the fertility of soil;<br />
d) To assess the suitability of energy cultures and the possibilities of growing them in<br />
different regions in conformity with cross-compliance of the EU Common Agricultural<br />
Policy;<br />
e) To analyze the factors limiting and promoting the growth of energy crops (including<br />
the environmental requirements),<br />
f) To analyze the expected environmental impact, assessing the influence of different<br />
energy crops on the environment starting from production and finishing with the<br />
utilization of wastes;<br />
g) To make recommendations for a large-scale cultivation of energy crops in Estonia.<br />
Energy hay production.<br />
In Estonian conditions the energy hay production can be problematic. The situation<br />
becomes complicated because the hay can be harvested in spring during a very short period of<br />
29
time- from thawing of the snow until the starting of grass growth. In Finland the suitable<br />
harvesting period is 10…15 days. In Estonia, the country to the south of Finland, the suitable<br />
harvesting time may be even shorter. In the recent years winters of Estonia have been most<br />
unstable, very often finishing with rains which makes the surface of the earth too soft to carry<br />
harvesting machines and the content of humidity of the harvested material is high. The high<br />
loss of the harvest is a drawback in producing energy hay. Only 40…50% of the grown<br />
biological material can be harvested in spring.<br />
In Finland energy hay is not used as a fuel alone but it is mixed with other biofuels like<br />
peat and the wastes of wood processing. From the obtained energy the proportion of reed<br />
canary grass (Phalaris arundinacea L.) constitutes about 15%.<br />
Proceeding from the above given reasons, it is necessary to test the suitability of this<br />
technology in Estonian climate before large- scale energy hay production is launched in<br />
Estonia.<br />
On the basis of the already collected information, reed canary grass is suitable for<br />
energy hay production at present in Estonia. Cocksfoot (Dactylis glomerata) is giving a<br />
similar yield with reed canary grass, or even exceeding it, smooth brome- grass(Bromus<br />
inermis) and tall fescue (Festuca arundinacea) have a weaker stalk and this is why the lodging<br />
of the harvest in winter to the extent that it cannot be cut in spring may be prognosed.<br />
Cocksfoot and tall fescue also need for preserving competitiveness in herbage stand 2…3<br />
mowings during the vegetation period which is not possible in the production technology of<br />
energy hay.<br />
In Estonian conditions also goat’s rue or fodder galega (Galega orientalis) might be<br />
suitable for using as energy hay because its stalk, in comparison with reed canary grass, is<br />
thicker and this is why winter yield losses should be smaller. Also mixed sowing of reed<br />
canary grass and goat’s rue might be prospective. Before giving recommendations for<br />
growing them it is necessary to check with tests their suitability for producing energy hay.<br />
One of the observation tasks of the experiment for energy cropsis to monitor these<br />
species at the Rõhu Experimental Station of the Estonian University of Life Sciences.<br />
Production of biogas from herbage plants<br />
The geographical location of Estonia and the respective weather conditions, like<br />
more or less sufficient precipitation during the growth period, the moderate<br />
temperature, are favourable for growing namely perennial herbage plants. This is why<br />
herbage species, may serve as one of the prospective materials for producing biogas in<br />
Estonian conditions.<br />
Biogas production does not limit the choice of species. Although there are<br />
differences in outputof biogas from different species, these differences are quite small<br />
and may not be considered in making the mixture of seeds. For producing biogas, both<br />
single and mixed herbage species can be used for sowing. The mixtures should be<br />
preferred because their yield is more stable.<br />
When choosing the species for sowing, it should be firstly established whether the soil<br />
and the humidity regime of the growing area suits them.<br />
Secondly, the productivity of these species and their durability in the plant community<br />
should be considered. Such species are reed canary grass, tall fescue, cocksfoot, smooth<br />
bromegrass and goat’s rue. tTese species are the most suitable sources for getting the<br />
necessary biomass to produce biogas in Estonian conditions. The timothy (Phleum pratense)<br />
has also a rich yield but its drawback is its short duration in the in the grass sward and this is<br />
why it is suitable for growing as an energy crop only in the fields which are recommended for<br />
short-term growing of energy cultures.<br />
30
When growing biomass on large areas, a grass harvesting conveyer should be formed<br />
with the species of the different speed of development. When calculating the area of sowing,<br />
we should proceed from the time of harvesting of a single species field which must not be<br />
longer than five days. The amount of biogas received from biomass digestion is closely<br />
connected with the phase of development of the herbage plants and it decreases when the<br />
herbage ages and this is why late mowing decreases the productivity of biogas. The list of<br />
recommended species in the order of the speed of development in spring, starting from the<br />
quickest one, is the following: cocksfoot grass, reed canary grass, smooth bromegrass, tall<br />
fescue, timothy. In making the conveyer we should bear in mind that the speed of<br />
development of reed canary grass, brome grass and tall fescue is rather similar and this is why<br />
the difference in the optimal harvesting time is only a couple of times.<br />
Field Crops Production of bioenergy from field crops<br />
Corn (Zea mays L. ssp.) is the most widely spread culture for producing biogas in<br />
Europe. From corn a big amount of biomass is received per hectar and it is ensilaged well.<br />
Most evidently corn is one of the best cultures of biogas for us.<br />
Potato (Solanum tuberosum) as a culture rich in starch can be used both for producing<br />
bioethanol and biogas. In Estonian conditions the area of growing potatoes is decreasing each<br />
year and in 2007 it was only 10,200 ha. This is why to grow potatoes for producing ethanol is<br />
not reasonable. Potato growing is connected with a rather big use of energy and because of<br />
that energy output is modest 0.8 – 1.6. When it is decided to produce bioethanol from potatoes<br />
the high yield and rich in starch cultivars, or specially bred industrial GMO cultivars, must be<br />
selected for growing in local conditions. In Estonia, there is no starch production resulting in<br />
big amounts of wastes. Growing potatoes as an energy culture, all the agrotechnological<br />
methods should be applied- correct soil tilling, fertilization with both organic and mineral<br />
fertilizers, early planting, timely plant protection, even watering. When using all these<br />
requirements, it is possible to receive big yields of tubers rich in starch.<br />
Sugar beet (Beta vulgaris saccharifera) is an important energy culture both globally<br />
and in the whole of Europe. In Estonian conditions growing sugar beet is minimal, connected<br />
with a big energy and human labour need. This is why the Estonian list of cultivars does not<br />
contain a single cultivar. For growing sugar beet as an energy culture, such cultivars which are<br />
grown by our close neighbours Latvia and Lithuania should be recommended. Annually sugar<br />
beet gives 240 GJ/ha of energy, out of which 45% or 108 GJ/ha can be made into ethanol. The<br />
energy potential of the local sugar beet in producing ethanol is on average 58 t/ha of beets, the<br />
yield of ethanol 93 l/t and 5400 l/ha and the amount of energy 115.0 GJ/ha. Up to 90% sugars<br />
of the beet can fermented into ethanol. From the tops of the beet and the side product of<br />
ethanol production it is possible to produce valuable biogas. One kilogramme of dry matter<br />
may give 230-400 l of biogas. In energy beet N, Na and K are important influencing sugar<br />
extraction.<br />
Rape (Brassica napus) and biennial turnip rape (Brassica rapa oleifera) are also the<br />
major field crops in Estonia which can be used for producing high quality biodiesel fuel. From<br />
the point of view of energy management, the production of biodiesel fuel from rape seeds is<br />
useful. When taking into consideration all the energy costs connected with production, it is<br />
possible to produce 1.3-1.6 times more energy from a hectare. The production can be used<br />
both as food and a source of energy. By 2007, the area of growing rape and biennial turnip<br />
rape is already 72,500 hectares. Later there may be problems with the fields of growing<br />
31
ecause rape may be grown on the same field only after five years. Problems may also appear<br />
with growing rape because the consumption of fertilizers and herbicides is big and the<br />
spreading of plant diseases and pests is also a problem. Winter biennial turnip rape is a better<br />
culture not needing big costs for plant protection.<br />
As in Estonia people have grown flax, an alternative crop for producing oil can be oil<br />
flax (Linum usitatissimum L.) and a not widely spread oil hemp (Cannabis sativa). The<br />
calorife value of flax oil is as high as the rape’s one. The energy potential of flax oil is 15<br />
GJ/ha. Its growing does not demand plant protection costs and the consumption of fertilizers is<br />
lower than in the case of rape. The field experiments of hemp at Mooste experimental staition<br />
show that in our weather conditions it is possible to get a considerable yield of the biomass of<br />
fibre hemp up to 11 t/ha. In growing hemp it is not necessary to use chemical means of plant<br />
protection because the diseases and pests occur seldom and hempcan easily suppress weeds.<br />
The soil preparation for sowing is similar to summer grain crops.<br />
Hemp is suitable as a prior crop for most of the agricultural cultures, especially to flax.<br />
It can be grown on the same area for several years in succession. In Estonia hemp harvesting<br />
may fail in early spring. It is necessary to study whether it is possible and reasonable to<br />
produce biogas from hemp. Until recently the options of researchers have been different.<br />
The impact of bioenergy production on the environment<br />
From the point of view of the environmental impact, the comparable energy crops can be<br />
divided into three groups. The most problematic are summer rape, summer and winter biennial<br />
turnip rape for growing of which many poisonous chemicals (plant protection chemicals) are<br />
used accompanied with bigger energy costs for cultivating these cultures. As monocultures,<br />
they are disease sensitive and not characteristic of our environment. Among unfavourable<br />
cultures there might be also coats rue(galega) which is characterized from the point of the<br />
environmental impact by its ability to spread in nature, thus becoming an invasive alien<br />
species in Estonia.<br />
From the point of view of the environmental impact corn and false flax or gold-ofpleasure<br />
(Camelina sativa) are of average value and their growing in Estonia should be studied<br />
more profoundly.<br />
The cultures causing the least number of problems to the environment are oil flax, the mixture<br />
of Triticale and rye also the oats which are old traditional cultures with a relatively low impact<br />
on the environment.<br />
Conclusions<br />
For producing biogas, the most suitable field crops in Estonia are corn, also the green mass of<br />
all lupins, sunflower and Jerusalem artichoke.<br />
For producing bioethanol, the most suitable cultures are grain (rye, Triticale) potato, sugar<br />
beet, and also tubers of Jerusalem artichoke and the green mass of large leaved lupine.<br />
For producing biodiesel fuel rape, biennial turnip rape, gold-of-pleasure, oil flax, the oil<br />
pressed from sunflower seeds and to a lesser extent the oil from the seeds of annual lupins are<br />
suitable.<br />
For biofuel (similar to energy hay) the above ground phytomass of lupins, Jerusalem artichoke<br />
and sun flower, the stems of oil flax, the straw of grain are suitable.<br />
32
Lisa 5<br />
Puittaimede kasutusvõimalused energiakultuurina Eestis<br />
Kokkuvõte <strong>ja</strong> järeldused<br />
1. Eestis on kasutusest väl<strong>ja</strong>s 300 000–400 000 ha põlluma<strong>ja</strong>nduslikke kõlvikuid,<br />
nende kasutuselevõtu üheks variandiks on kiirekasvuliste puittaimede energiakultuuride<br />
kasvatamine. Võib soovitada 1/3 sellest maaressursist metsastada, kasutades peamiselt<br />
lehtpuuliike <strong>ja</strong> tavametsandusest lühemat raieringi.<br />
2. Endistel põllumaadel puidupõhiste energiakultuuride kasvatamise peamine eelis<br />
võrreldes rohtsete kultuuridega (mille puhul põletatakse taimede seemneid või kogu<br />
maapealset osa) tuleneb puidu keemilisest koostisest. Puidu tuhasisaldus on võrreldes rohtsete<br />
taimedega 5–10 korda madalam <strong>ja</strong> puidu koostises on valdavalt süsinik, hapnik <strong>ja</strong> vesinik.<br />
Toiteelementide (NPK jt) sisaldus puidus <strong>ja</strong> koores on madal <strong>ja</strong> seetõttu on biomassi<br />
kasvukohalt äraviimisega kaasnev võimalik mullavil<strong>ja</strong>kuse langus ning tekkiv väetistarve<br />
väheoluline.<br />
3. Kiirekasvuliste, lühikese raieringiga metsaistandike (plantatsiooniline metsandus)<br />
pindala järsk suurendamine Eestis on vastavuses arengutrendidega maailma metsanduses.<br />
Plantatsiooniline metsandus levib Euroopas lõunapoolsetest piirkondadest üha enam põh<strong>ja</strong><br />
suunas <strong>ja</strong> on jõudnud kõigisse Läänemereregiooni maadesse, sealhulgas Lõuna- <strong>ja</strong> Kesk-<br />
Rootsi ning -Soome. Maailma metsadest on 5–6% istandikud, kuid sealt varutava tööstuslikult<br />
kasutatava puidu osakaaluks hinnatakse 20–40%, aastaks 2050 prognoositakse, et pool<br />
puidust saadakse metsaistandikest.<br />
4. Eestis puudub viimasel kolmveerandsa<strong>ja</strong>ndil kogemus <strong>ja</strong> praktiline va<strong>ja</strong>dus<br />
kasvatada lehtpuumetsi lühikese raieringi põhimõttel energeetilisel eesmärgil. A<strong>ja</strong>looliselt on<br />
aga küttepuidu (-hao) varumiseks mõeldud võsametsad (nn madalmets <strong>ja</strong> vastavalt<br />
madalmetsandus) kasutusel olnud laialdaselt, puudus aga normeeritud energiametsa raieringi<br />
pikkuse määratlus <strong>ja</strong> ei arvestatud keskkonnakaitselisi aspekte. Kaasa<strong>ja</strong>l on Eesti<br />
metsateadusel kasutada halli lepa, sanglepa, arukase, hübriidhaava <strong>ja</strong> paju endistele<br />
põllumaadele ra<strong>ja</strong>tud katseistandike produktsiooni, aineringe <strong>ja</strong> keskkonnamõjude analüüsi<br />
tulemused.<br />
5. Eesti põlisel metsamaal on õigem jätkata metsade ma<strong>ja</strong>ndamist traditsioonilisel<br />
viisil, pool-looduslikena, tuginedes heale metsanduslikule tavale. Taolise ma<strong>ja</strong>ndamise<br />
eesmärgiks on nii puidu saamine, kui ka metsade keskkonnaväärtuse tagamine. Endistel<br />
põllumaadel on nii ma<strong>ja</strong>nduslikult kui ka keskkonnakaitseliselt võimalik arendada suures<br />
mahus lühikese raieringiga, biomassi produktsioonile orienteeritud metsakasvatuslikku<br />
tegevust.<br />
6. Ei ole teada, et praegu või lähemas tulevikus oleks Eestis turule tulemas metsapuude<br />
GMO-na käsitletavat istutusmater<strong>ja</strong>li. Lähtudes keskkonnakaitselistest riskidest,<br />
looduslähedase ma<strong>ja</strong>ndamise printsiipidest <strong>ja</strong> olemasolevast seadusandlusest ei tohiks lubada<br />
geneetiliselt muundatud puu- <strong>ja</strong> põõsaliikide kasutamist puidupõhiste energiakultuuride<br />
kasvatamisel. Samuti ei saa soovitada võõrliikide kasutamist, v.a Euroopa boreaalsetes<br />
tingimustes edukaks biomassi produtseeri<strong>ja</strong>ks osutunud poolvõõrliik: hübriidhaab. Soovitada<br />
võib pajuliikide aretus- <strong>ja</strong> selektsioonitöö tulemusel saadud sortide kasutamist. Alustada tuleks<br />
Eesti looduslikes tingimustes kiirekasvuliste lehtpuude (lepad, arukask, haab) aretustööd,<br />
eesmärgiga suurendada puuliikide biomassi produktsioonivõimet.<br />
7. Puidupõhiste energiakultuuridena sobib Eesti mulla- <strong>ja</strong> kliimatingimustes kasvatada<br />
eelkõige lehtpuid <strong>ja</strong> -põõsaid. Ei soovita energiakultuuride ra<strong>ja</strong>misel kasutada okaspuid. Eestis<br />
33
kasvab looduslikult kaks puumõõtu saavutavat okaspuuliiki: harilik kuusk <strong>ja</strong> harilik mänd.<br />
Kuusk kuulub metsasuktsessioonis kliimakskoosluse puuliikide hulka, seetõttu ei saa kuuse<br />
kasutamist põllumaade metsastamisel pioneerpuuliigina pidada ökoloogiliselt õigeks. Mõlema<br />
okaspuuliigi varis <strong>ja</strong> sellest tekkiv kõdu on happeline <strong>ja</strong> soodustab muldade leetumist, s.o<br />
toitainete väl<strong>ja</strong>uhet ning seega mullavil<strong>ja</strong>kuse langust. Mõlema okaspuuliigi kultuurid, eriti<br />
tiheda istutuse korral, on lehtpuudega võrreldes tuleohtlikumad. Eesti metsade peamise<br />
kahjusta<strong>ja</strong> – juurepessu – leviku risk endistel põllumaadel on okaspuude suhtes tunduvalt<br />
kõrgem kui lehtpuude suhtes. Okaspuude istutusmater<strong>ja</strong>l on üldjuhul kallim ning kultuuri<br />
hooldamiskulud suuremad. Okaspuud ei paljune vegetatiivselt, seetõttu tuleb uus põlvkond<br />
pärast biomassi koristust ra<strong>ja</strong>da uuesti.<br />
8. Soovitatavad puidupõhised liigid Eestis energiakultuurina kasvatamiseks on: lepad<br />
(hall lepp <strong>ja</strong> sanglepp); arukask; haavad (hübriidhaab <strong>ja</strong> harilik haab) <strong>ja</strong> pajud. Teised Eestis<br />
kasvavad lehtpuuliigid omavad peamiselt metsade looduslikku mitmekesisust suurendavat<br />
väärtust <strong>ja</strong> nende biomassi produktsioonivõime on madal, energiakultuurina neid kasvatada ei<br />
soovita.<br />
9. Lähtudes Eesti mullateaduse <strong>ja</strong> metsateaduse kogemustest on otstarbekas<br />
maaressursi hindamisel, puidupõhiste energiakultuuride ra<strong>ja</strong>mise keskkonnamõjude <strong>ja</strong><br />
mullavil<strong>ja</strong>kuse analüüsil ning maaomanikele ma<strong>ja</strong>ndamiskavade koostamisel aluseks võtta<br />
Eesti muldade maatrikstabel (koosta<strong>ja</strong> prof. R. Kõlli) <strong>ja</strong> mulla ning kujuneva metsa<br />
ökoloogiliste seoste analüüsil E. Lõhmuse ordineeritud metsakasvukohatüüpide süsteem.<br />
Selline lähenemine on kooskõlastatud MES-i projekti maaressursi hindamise töörühmaga<br />
(mullateadlased H. Roostalu <strong>ja</strong> A. Astover). Ühtne metoodika peab võimaldama 2008. a<br />
jätkuprojektis jõuda järgmise lõpptulemuseni. Kui objekti (põllu) kohta on teada asukoht <strong>ja</strong><br />
mullaliik, siis arvutimudel võimaldab esitada objekti kohta ma<strong>ja</strong>ndamiskava, mis sisaldab:<br />
• Soovitus puuliigi valikuks (võimalik esitada alternatiividena)<br />
• Produktsiooni prognoos erineva raieringi korral<br />
• Metsakasvatuslikud soovitused<br />
• Ma<strong>ja</strong>nduslikud kalkulatsioonid <strong>ja</strong> prognoosid<br />
• Võimalikud keskkonna riskid<br />
• Soovitatav tehnika <strong>ja</strong> tehnoloogia<br />
• Mõju mullavil<strong>ja</strong>kusele <strong>ja</strong> väetamistarve<br />
10. Puittaimede kasvatamiseks energiakultuuridena ei ole va<strong>ja</strong>lik soovituste <strong>ja</strong><br />
regulatsiooniaktide koostamisel Eesti territooriumi <strong>ja</strong>otamine geograafiliselt piirkondadeks.<br />
Lähtuda tuleb mulla liigist <strong>ja</strong> võimalikust endise põllumaa baasil kujunevast<br />
metsakasvukohatüübist.<br />
11. Eesti Maaülikooli metsakasvatuse töörühmas viimastel aastatel tehtud uuringud<br />
metsaökosüsteemi kujunemisest endistel põllumaadel ning noorte lehtpuupuistute<br />
produktsioonist <strong>ja</strong> aineringest lubavad väita, et kase, lepa <strong>ja</strong> haava kultuuride ra<strong>ja</strong>misel<br />
põllumaade vil<strong>ja</strong>kus ei vähene, vaid omastatavas vormis toiteelementide (NPK) varud võivad<br />
isegi suureneda. Ka ei vähenda korduvad mõõduka pikkusega raieringid mullavil<strong>ja</strong>kust<br />
enamusel metsakasvukohatüüpidel, piiranguid tuleks rakendada vaid looaladel <strong>ja</strong> õhukestel<br />
muldadel. Mulda lämmastikuga rikastavad lepakultuurid ei põhjusta samas lämmastiku<br />
leostumist mullavette. Esialgsed uuringud ei näita ka noortest kase- <strong>ja</strong> lepakultuuridest<br />
arvestatavas mahus kasvuhoonegaaside emissiooni.<br />
12. Intensiivsete maaviljelusmeetodite (keemiline umbrohutõrje, pestitsiidid <strong>ja</strong><br />
väetamine) rakendamine on va<strong>ja</strong>lik pajuenergiavõsa, aga ilmselt ka teiste puuliikide korral<br />
juhul, kui raieringiks planeeritakse 3–5 (kuni 10) aastat. Samas on ülilühikese raieringi korral<br />
vegetatiivselt uuenemisvõimelised (jääb ära korduv ra<strong>ja</strong>miskulu) kõik kõnealused<br />
lehtpuuliigid.<br />
34
13. Lehtpuukultuuride ra<strong>ja</strong>misel endistele põllumaadele vähendavad võimalikke<br />
ma<strong>ja</strong>ndusriske sealt saadava biomassi alternatiivse kasutuse võimalused. Sõltuvalt tulevikus<br />
toimuvatest arengutest ühiskonna sotsiaalses, ma<strong>ja</strong>nduslikus <strong>ja</strong> looduskasutuse poliitikas on<br />
võimalik reguleerida kasutatava raieringi pikkust ning vastavalt koristusraieks saadavaid<br />
puude mõõtmeid. Leppade, kaskede <strong>ja</strong> haabade kasvatamisel on võimalikud järgmised<br />
variandid:<br />
• Lühike raiering (5–15 aastat), ülepinnaline puidukoristus.<br />
• Lühike raiering, kuid piisavalt pikk (15–25 aastat), et lisaks energiapuidule osa<br />
puidust kasvab paberipuidu mõõtu.<br />
• Suhteliselt lühike raiering (20–30 aastat), kus osa puidust kasvab paberipuu<br />
mõõtu <strong>ja</strong> enamuse tüvede alumine palk on kasutatav vineeri- <strong>ja</strong> saetööstuses.<br />
• Koristusraie tavametsa mahulise küpsuse faasis (40–60 aastat), kus saadakse<br />
energiapuitu, paberipuitu <strong>ja</strong> palki/pakku.<br />
14. Metsanduses kasutatakse erinevaid puistute küpsuse määramise meetodeid. Kui<br />
eesmärgiks on maksimaalne biomassi produktsioon, see on maksimaalne aastane keskmine<br />
tüvepuidu produktsioon, siis nimetatakse seda mahuküpsuseks. Eestis on kõigi puuliikide<br />
ametlikult lubatav raiering pikem kui mahuküpsus seda võimaldaks (ainult haaba lubatakse<br />
raiuda veelgi varem <strong>ja</strong> halli lepa osas piirangud puuduvad). Pikema raieringi määramisel<br />
lähtutakse eesmärgist saada rohkem rahalist tulu (kasumiküpsus). Näiteks palgi mahuühik on<br />
kallim kui küttepuidul <strong>ja</strong> üha enam arvestatakse metsa keskkonnakaitselisi väärtusi, mis<br />
vanemas metsas on üldjuhul suuremad. Eesti paremaboniteediliste lehtpuupuistute mahuline<br />
küpsus (40–60 aastat) on üldjuhul madalam kui neile kehtiva Metsaseaduse põh<strong>ja</strong>l määratud<br />
raieringi pikkus. Erinevate puistute tiheduse <strong>ja</strong> produktsiooni optimeerimise meetodite alusel<br />
on võimalik esitada erinevad stsenaariumid puistute algtiheduse ning optimaalse raieringi<br />
pikkuse kohta. Soovitav on ma<strong>ja</strong>ndamiskavas esitada need maaomanikule võimalike<br />
alternatiivsete variantidena, jättes otsustamise omanikule<br />
15. Energiametsa kasvatamisel tuleks võimalikult palju kasutada olemasolevat,<br />
metsanduses <strong>ja</strong> põlluma<strong>ja</strong>nduses kasutatavat tehnikat. Puutaimed istutatakse valdavalt käsitsi.<br />
Kui raieringiks on 15–60 aastat, siis sobivad koristusraieks tavametsanduses kasutatavad<br />
masinad (mootorsaed, harvesterid, forvarderid). Puiduhakkureid on Eestis piisavalt kasutuses<br />
(võsade likvideerimisel, raiejäätmete <strong>ja</strong> saetööstuse jääkide hakkimisel <strong>ja</strong> puiduküttel töötavate<br />
katlama<strong>ja</strong>de tarbeks). Logistika osas on veokite ressurss piisav. Praegu puudub Eestis tehnika<br />
paju <strong>ja</strong> teiste puuliikide ülilühikese raieringiga energiavõsade istutamiseks <strong>ja</strong> biomassi<br />
koristamiseks. Vastavad koristusmasinad (näiteks: Claas Jaguar koristuskombain,<br />
kiljotiinikomplektid koos traktoriga) on kallid <strong>ja</strong> va<strong>ja</strong>vad esialgu, kui tootmismahud on<br />
väikesed, soetamiseks riiklikku toetust.<br />
16. Arvestatavas mahus puidupõhiste energiakultuuride ra<strong>ja</strong>miseks <strong>ja</strong> ma<strong>ja</strong>ndamiseks<br />
on va<strong>ja</strong> maa- <strong>ja</strong> metsaomanike täiendkoolitust ning soodsa ühiskondliku arvamuse<br />
kujundamist. Puidupõhiste energiakultuuride ra<strong>ja</strong>mine tähendab maaomanikule pikaa<strong>ja</strong>list<br />
investeeringut <strong>ja</strong> ilmselt on va<strong>ja</strong> käivitada riiklik ma<strong>ja</strong>nduslikult põhjendatud soodustuste <strong>ja</strong><br />
toetuste süsteem.<br />
17. Euroopa Liidu ühise põlluma<strong>ja</strong>nduspoliitika ristvastavusnõuete täitmine ei ole<br />
takistuseks suuremahuliseks puidupõhiste energiakultuuride kasvatamiseks<br />
põlluma<strong>ja</strong>nduslikust kasutusest väl<strong>ja</strong> jäänud maadel. Täpsustamist va<strong>ja</strong>b vaid raieringi<br />
pikkusest tulenev metsakasvatusviisi defineerimine: kas tegu on lühikese raieringiga<br />
metsandusega või tavametsandusega. Raieringi pikkuse määratlemisest võib sõltuda EL<br />
toetuste rakendamine.<br />
18. Kehtiv Metsaseadus (2006) ei ole takistuseks lühikese raieringiga metsanduse<br />
arendamisel. Kehtiv metsaseadus võimaldab põllumaadel kasvatada puidupõhiseid<br />
35
energiakultuure. Kuid edasi arendada <strong>ja</strong> täpsustada tuleks lühikese raieringiga metsandusele<br />
mõeldud keskkonnakaitselisi reeglid <strong>ja</strong> sertifitseerimise nõuded, täiendada võiks<br />
looduskaitseseadust <strong>ja</strong> Eesti säästva metsanduse standardit.<br />
<strong>Maaelu</strong> Edendamise Sihtasutusele<br />
Soovitused uuringutest puittaimede osas, mida on va<strong>ja</strong> teostada aastal 2008 või pikemas<br />
perspektiivis.<br />
Järgnevalt esitatakse kolm võimalikku jätkuprojekti seoses puittaimede kasutamisega<br />
energiakultuurina. Projektid ei ole esitatud prioriteetsuse järjekorras, valik <strong>ja</strong> otsustamine jääb<br />
telli<strong>ja</strong>le.<br />
1. Praktilise suunitlusega koostöö projekt EMÜ mullateadlaste <strong>ja</strong> maaressurssi hinnanud<br />
töörühmaga.<br />
Teema: Puidupõhiste energiakultuuride ra<strong>ja</strong>mise ma<strong>ja</strong>ndamiskavade koostamine<br />
maaomanikele.<br />
Vastavalt projekti aruandes punkt 9 all esitatule:<br />
9. Lähtudes Eesti mullateaduse <strong>ja</strong> metsateaduse kogemustest on otstarbekas<br />
maaressursi hindamisel, puidupõhiste energiakultuuride ra<strong>ja</strong>mise keskkonnamõjude <strong>ja</strong><br />
mullavil<strong>ja</strong>kuse analüüsil ning maaomanikele ma<strong>ja</strong>ndamiskavade koostamisel aluseks võtta<br />
Eesti muldade maatrikstabel (koosta<strong>ja</strong> prof. R. Kõlli) <strong>ja</strong> mulla ning kujuneva metsa<br />
ökoloogiliste seoste analüüsil E. Lõhmuse ordineeritud metsakasvukohatüüpide süsteem.<br />
Selline lähenemine on kooskõlastatud MES-i projekti maaressursi hindamise töörühmaga<br />
(mullateadlased H. Roostalu <strong>ja</strong> A. Astover). Ühtne metoodika peab võimaldama 2008. a<br />
jätkuprojektis jõuda järgmise lõpptulemuseni. Kui objekti (põllu) kohta on teada asukoht <strong>ja</strong><br />
mullaliik, siis arvutimudel võimaldab esitada objekti kohta ma<strong>ja</strong>ndamiskava, mis sisaldab:<br />
• Soovitus puuliigi valikuks (võimalik esitada alternatiividena)<br />
• Produktsiooni prognoos erineva raieringi korral<br />
• Metsakasvatuslikud soovitused<br />
• Ma<strong>ja</strong>nduslikud kalkulatsioonid <strong>ja</strong> prognoosid<br />
• Võimalikud keskkonna riskid<br />
• Soovitatav tehnika <strong>ja</strong> tehnoloogia<br />
• Mõju mullavil<strong>ja</strong>kusele <strong>ja</strong> väetamistarve<br />
Allteemale va<strong>ja</strong>lik metsandusspetsialistide finantseering 220 000, peamiselt töötasu.<br />
2. Teema: Puidupõhiste energiakultuuride kasvatamise erinevate stsenaariumite<br />
metsakasvatuslik <strong>ja</strong> keskkonnakaitseline analüüs.<br />
Vastavalt projekti aruandes punkt 13 all esitatule:<br />
36
13. Lehtpuukultuuride ra<strong>ja</strong>misel endistele põllumaadele vähendavad võimalikke<br />
ma<strong>ja</strong>ndusriske sealt saadava biomassi alternatiivse kasutuse võimalused. Sõltuvalt tulevikus<br />
toimuvatest arengutest ühiskonna ma<strong>ja</strong>ndus-, sotsiaal- <strong>ja</strong> looduskasutuse poliitikas. on<br />
võimalik reguleerida kasutatava raieringi pikkust ning vastavalt koristusraieks saadavaid<br />
puude mõõtmeid. Leppade, kaskede <strong>ja</strong> haabade kasvatamisel on võimalikud järgmised<br />
variandid:<br />
• Lühike raiering (5–15 aastat), ülepinnaline puidukoristus.<br />
• Lühike raiering, kuid piisavalt pikk (15–25 aastat), et lisaks energiapuidule osa<br />
puidust kasvab paberipuidu mõõtu.<br />
• Suhteliselt lühike raiering (20–30 aastat), kus osa puidust kasvab paberipuu<br />
mõõtu <strong>ja</strong> enamuse tüvede alumine palk on kasutatav vineeri- <strong>ja</strong> saetööstuses.<br />
• Koristusraie tavametsa mahulise küpsuse faasis (40–60 aastat), kus saadakse<br />
energiapuitu, paberipuitu <strong>ja</strong> palki/pakku.<br />
Projektis tuleb analüüsida eeltoodud stsenaariumite metsakasvatuse, bioproduktsiooni,<br />
mullavil<strong>ja</strong>kuse, väetistarbe, keskkonnakaitse jm. aspekte<br />
Allteemale va<strong>ja</strong>lik finantseering 220 000 krooni. Peamine kuluartikkel on töötasu.<br />
3. Rakendus-baasteaduslikud uuringud aastal 2008 <strong>ja</strong> edaspidi teemal: Arukase, halli lepa <strong>ja</strong><br />
hübriidhaava kasvatamise peamiste ökoloogiliste <strong>ja</strong> metsakasvatuslike aspektide<br />
selgitamine.<br />
• Arukase kultuurides <strong>ja</strong> looduslikes võsades planeeritakse puude kasvu uurimine<br />
erinevatel põllumuldadel. Analüüsitakse arukasekultuuride ra<strong>ja</strong>mist <strong>ja</strong> kasvu<br />
mõjutavaid tegureid (puude kasvukiirus sõltuvalt mullaliigist, metsloomade,<br />
seenhaiguste <strong>ja</strong> putukkahjurite võimalik negatiivne mõju jm). Uuringus kasutatavad<br />
püsikatsealad võimaldavad hinnata arukasekultuuride võimalikke keskkonnamõjusid<br />
(mõju põllumullale, maastikuilmele, looduslikule mitmekesisusele jm). Töö<br />
lõppeesmärgiks on tuua väl<strong>ja</strong> sobivad ma<strong>ja</strong>ndamisvõtted arukase kasvatamisel<br />
energiapuuliigina (kultuuri ra<strong>ja</strong>mine <strong>ja</strong> hooldamine, sobiv algtihedus, optimaalne<br />
raiering jm.) ning anda hinnang võimalikele keskkonnamõjudele.<br />
Allteemale va<strong>ja</strong>lik finantseering 250 000 krooni. Peamine kuluartikkel mulla <strong>ja</strong> taimse<br />
mater<strong>ja</strong>li keemilised analüüsid, transpordikulu <strong>ja</strong> töötasu.<br />
• Halli lepa püsikatsealal on kavas läbi viia biomassi <strong>ja</strong> produktsiooni hindamine.<br />
Saadavad andmed võimaldavad selgitada selle puuliigi produktsioonivõimet endisel<br />
põllumaal <strong>ja</strong> optimaalset raievanust, määratuna mahuküpsuse alusel. Eesmärgiks on<br />
optimeerida puistute algtihedust <strong>ja</strong> kultuuride ra<strong>ja</strong>mise kulusid. Kuna tegemist on<br />
atmosfäärset lämmastikku sümbiontselt siduva puuliigiga, siis leppade kasvatamisel on<br />
võrreldes teiste puuliikidega suurem võimalik keskkonnamõju (eeskätt mullale). See<br />
mõju on küll enamasti positiivne (suureneb mulla lämmastikusisaldus, mullavil<strong>ja</strong>kus)<br />
kuid uuritud pole võimalikke lämmastikukadusid (leostumine, denitrifikatsioon).<br />
Kavas on hinnata lämmastiku võimalikku leostumist, gaasilist emissiooni <strong>ja</strong> puistu<br />
lämmastiku kasutamise efektiivsust. Saadavad tulemused võimaldaksid hinnata<br />
võimalikke keskkonnamõjusid hall-lepikute kasvatamisel energiapuistutena endisel<br />
põllumaal. Kuna energiapuistute puhul kasutatakse sageli kogu maapealse osa<br />
37
koristamise tehnoloogiat, siis hinnatakse NPK <strong>ja</strong> tuhaelementide sisaldust puistu<br />
maapealse osa biomassis. Saadavad tulemused võimaldaksid hinnata raiega kaasnevat<br />
võimalikku toitainete kadu ökosüsteemist.<br />
Allteemale va<strong>ja</strong>lik finantseering 250 000 krooni. Peamine kuluartikkel mulla <strong>ja</strong> taimse<br />
mater<strong>ja</strong>li keemilised analüüsid, transpordikulu <strong>ja</strong> töötasu.<br />
• Hübriidhaava osas on va<strong>ja</strong>lik alustada selektsioonialaseid uuringuid, et selgitada<br />
kasvukiiruse <strong>ja</strong> puiduomaduste põh<strong>ja</strong>l parimad kloonid Eesti kliima <strong>ja</strong><br />
mullatingimustes. Selleks on va<strong>ja</strong> suuremahulisi DNA uuringud klooni numbrite<br />
määramiseks emasoleva katsealade võrgustiku alusel. Praegu on võimalik hinnata<br />
hübriidhaabade kasvukiirust 8-10 aasta vanuselt, et tulevikus paljundada vaid kloone,<br />
mis on suurima biomassi produktsiooniga <strong>ja</strong> samas ka sobivaimad tselluloosi<br />
tootmiseks.<br />
Allteemale on va<strong>ja</strong>lik finantseering ca 250 000 krooni. Peamine kuluartikkel on DNA<br />
analüüsid, transpordikulu <strong>ja</strong> töötasu. DNA laboranalüüsid tellitakse Tallinna<br />
Tehnikaülikoolist.<br />
Eesti Maaülikooli 11.01.2008<br />
kontaktisik<br />
Professor Hardi Tullus<br />
38
Areas of application of woody plants as energy crops in Estonia<br />
EXECUTOR: Estonian University of Life Sciences<br />
The survey must:<br />
1. Give a comparative overview of the types and varieties of energy crops (including<br />
genetically modified) recommended and suitable for growing in Estonia, according to the<br />
intended purpose;<br />
2. Analyse the equipment needed for growing energy crops and the location of agricultural<br />
technology, and the additional needs or the need to adjust the existing technology, keeping<br />
potential production volume in mind.<br />
3. Analyse and describe the effect of growing different energy crops on the fertility of the soil;<br />
4. Give an assessment to the suitability of and options for growing various energy crops by<br />
regions pursuant to the cross-compliance enforced within the common agricultural policy of<br />
the EU.<br />
5. Analyse the factors restricting and facilitating the growing of energy crops (including<br />
environmental requirements);<br />
6. Analyse the expected environmental impacts;<br />
7. Make suggestions for organizing a more wide-spread growing of energy crops in Estonia.<br />
Studies of the calorific energy value of various biomass fractions of different tree species<br />
collected earlier.<br />
The result must be an analysis that gives an overview of which crops it is possible and<br />
expedient to grow in specific circumstances, which environmental and agricultural technology<br />
requirements (including cross-compliance) need to be taken into account when growing,<br />
points out the factors restricting and facilitating the growing of energy crops and, if necessary,<br />
makes proposals for amending the official order (legal instruments, fiscal instruments, etc.) to<br />
facilitate the growing of energy crops to the recommended extent.<br />
Areas of application of woody plants as energy crops in Estonia<br />
Summary and conclusions<br />
1. There exists 300 000–400 000 ha of abandoned agricultural land in Estonia. One<br />
alternative use for such land is establishment of short rotation plantations with woody plants as<br />
energy crops. Afforestation of one third of abandoned agricultural land can be recommended,<br />
using mainly deciduous species and shorter rotations compared to traditional forestry.<br />
2. The main advantage of woody plants as energy crops on former agricultural land,<br />
compared to herbaceous energy crops (in case the seeds or whole above-ground part of the<br />
plant is converted to bio-energy), is the chemical wood composition. The concentration of<br />
ashes in the wood is 5–10 times lower compared to herbaceous plants and the main elements<br />
in wood are carbon, oxygen and hydrogen. The concentration of nutrients (NPK and others) in<br />
wood and bark is low and therefore the removal of biomass with harvest has only small<br />
negative impact on soil fertility and the consequent need for fertilization is not significant.<br />
3. The increase in area under short rotation forest plantations with fast growing tree<br />
species (plantation forestry) in Estonia corresponds to the general trend in the whole world.<br />
Plantation forestry has spread out from southern Europe and reached all countries in the Baltic<br />
Sea region, including South- and Central-Sweden and –Finland. The share of forest plantations<br />
constitutes 5–6% of the world forestland, but the share of commercial wood from plantations<br />
39
is considered to be 20–40%. Half of the world timber harvest should originate from<br />
plantations by 2050.<br />
4. During the past 70-80 years there has been neither experience with nor practical<br />
need to grow deciduous forests under the principles of short rotation forestry for production of<br />
biomass for energy in Estonia. Nevertheless, coppice forests have historically been widely<br />
used for fuel wood storage. But there have been no legal restrictions concerning the<br />
determination of the rotation period and the environmental impacts of energy forestry. Today<br />
Estonian forest science has up to date data and preliminary results concerning the productivity,<br />
nutrient cycling and environmental impacts of experimental short rotation plantations with<br />
grey alder, black alder, silver birch, hybrid aspen and willows on abandoned agricultural land.<br />
5. In the traditional Estonian forest land the management of semi-natural forests should<br />
continue under the principles of traditional silviculture ensuring both commercial wood<br />
production and environmental values of forest. On abandoned agricultural land it is possible to<br />
apply large-scale silvicultural activities oriented to biomass production in short rotations<br />
considering both economic and environmental issues.<br />
6. According to available information, no GMO forest tree plants have entered or will<br />
enter the market in the nearest future in Estonia. Due to environmental risks, principles of<br />
close to nature forest management and the current legislation, the use of genetically modified<br />
tree and shrub species as woody energy crops should be prohibited. For the same reasons<br />
exotic tree species cannot be recommended with one exception: half-exotic hybrid aspen,<br />
which has proved to be fast growing species with high biomass production capacity in boreal<br />
Europe. The use of selected willow breeds can be recommended. Selection and breeding of<br />
fast growing deciduous trees (alders, silver birch, aspen) should be started in order to produce<br />
crossings and clones with improved biomass production capacity in Estonian conditions.<br />
7. Primarily deciduous tree and shrub species should be used as woody energy crops in<br />
Estonian soil and climate conditions. Coniferous tree species are not recommended as woody<br />
energy crops. In Estonia there are two endemic coniferous tree species that are widely<br />
distributed and grow as upper story trees – Scots pine and Norway spruce. Spruce belongs to<br />
the climax community species in forest succession and therefore its use as pioneer species for<br />
afforestation of abandoned agricultural land is ecologically not justified. The litter from both<br />
mentioned species is acidic and promotes podzolification i.e. leaching of nutrients and<br />
consequent decrease in soil fertility. The plantations with both coniferous tree species are<br />
more susceptible to fire hazard, particularly in case of dense spacing. The risk of root rot<br />
dispersal (Heterobasidion sp.), which is the main threat in Estonian forests, is significantly<br />
higher in case of conifers compared to deciduous tree species on abandoned agricultural land.<br />
In addition, conifers do not propagate via coppicing and therefore the new generation has to be<br />
established after each harvest.<br />
8. The recommended woody species as energy crops in Estonia are: alders (grey alder<br />
and black alder), silver birch, aspens (hybrid aspen and European aspen) and willows. Other<br />
endemic deciduous tree species in Estonia have low biomass productivity and cannot be<br />
recommended as energy crops, they are more valuable from forest biodiversity aspect.<br />
9. Based on the experience of Estonian soil and forest science, we recommend to use<br />
the matrix of Estonian soils (compiled by professor R. Kõlli) while evaluating land resources,<br />
analyzing soil fertility issues and environmental impacts of woody energy crops and for<br />
compiling management plans for land owners. In order to analyse ecologic relations between<br />
soil and developing forest, the ordination scheme of forest site types by E. Lõhmus should be<br />
applied. Such approach is agreed and coordinated with the MES land resources evaluation<br />
working group (soil scientists H. Roostalu and A. Astover). The common methodology must<br />
help to reach the final goal within the continuity project in 2008. Provided that there is<br />
40
information available concerning the location and soil type of the land property (field), the<br />
computer program will compose a management plan that contains the following information:<br />
• recommended tree species (and possible alternatives);<br />
• the predicted yield in case of different rotations;<br />
• silvicultural guidelines;<br />
• economic calculations and predictions;<br />
• possible environmental impacts;<br />
• recommended equipment, agrotechnology;<br />
• impact on soil fertility, need and demand of fertilization.<br />
10. There is no need to divide Estonia into different geographic regions while<br />
compiling guidelines and regulations for growing woody plants as energy crops. Soil type and<br />
predicted future forest site type should be used as basis in case of each abandoned agricultural<br />
site.<br />
11. Based on the studies of ecosystem development on abandoned agricultural land and<br />
productivity and nutrient cycling in young deciduous stands, carried out by the research team<br />
of silviculture in the Estonian University of Life Sciences during the last decade, it can be<br />
stated that the fertility of former field soils does not decrease after establishment of birch,<br />
alder and aspen plantations. Furthermore, the supply of acquirable nutrients (NPK) could even<br />
increase. The repeated harvests in reasonable rotations do not reduce soil fertility in most<br />
forest site types. The only exceptions are alvars and thin soils where restrictions should be<br />
applied. Alder plantations enrich soil with nitrogen without causing its leaching into<br />
groundwater. The preliminary results do not indicate considerable emission of greenhouse<br />
gases from young birch and alder stands.<br />
12. Intensive agricultural methods (chemical weed control, pesticides, fertilization)<br />
should be applied in willow coppice plantations and presumably also in stands with other<br />
species if the planned rotation is 3–5(10) years. All the deciduous tree species discussed<br />
hereinbefore are able to regenerate vegetatively also in case of such very short rotations,<br />
which means that no repeated establishment cost is required.<br />
13. The possible economic risks of deciduous plantations on abandoned agricultural<br />
land are decreased by the variety of alternative uses of produced biomass. Depending on the<br />
future developments in social, economic and nature use politics of the society, the rotation<br />
period can be adjusted consequently affecting the dimensions of the trees to be harvested. The<br />
following options are available for growing alders, birches and aspens:<br />
• very short rotation period (5–15 years), over scale harvest;<br />
• short rotation period (15–25 years), but long enough to get some pulpwood<br />
in addition to energy wood;<br />
• relatively short rotation period (20–30 years), part of harvested wood is<br />
merchantable as pulpwood, the lower part of most stems meets the log or<br />
plywood dimensions;<br />
• harvest in maturity age, based on maximum biomass production (40–60<br />
years), providing energy wood, pulpwood an logs.<br />
14. In Estonian Forest Act the fixed rotation periods are longer than the maturity based<br />
on maximum biomass production (as an exception, aspen is allowed to manage in shorter<br />
rotations and no minimum rotation has been set for grey alder). The aim of longer rotations is<br />
to gain more economic profit e.g. the price of sawlogs per volume unit is higher compared to<br />
e.g. fuel wood. Also more attention is paid to environmental values that tend to be higher in<br />
older forests. The maturity based on maximum biomass production of Estonian deciduous<br />
stands on better sites (40–60 years) is in general shorter than that established by Forest Act.<br />
With the help of different stand density and production optimization methods it is possible to<br />
present different scenarios concerning the initial density (spacing) of the stands and optimal<br />
41
length of the rotation period. We recommend to present these different opportunities in the<br />
management plan of the land property, leaving the final decision to the land owner.<br />
15. The existing agricultural and forestry machinery should be used as much as<br />
possible for managing energy forest plantations. The trees are planted mostly manually. If the<br />
rotation period is between 15–60 years, then machinery common to traditional forestry can be<br />
used for harvesting (chain saws, harvesters and forwarders). Sufficient number of wood<br />
choppers is currently in use in Estonia (for chopping the wastes from logging and sawmills<br />
and in wood utilizing boiler houses). The logistic resource of trucks and trailers is sufficient.<br />
There is no special machinery in use in Estonia for planting and harvesting very short rotation<br />
energy coppice of willows and other species. The respective harvesting machinery (e.g Claas<br />
Jaguar energy wood harvester or tractor mounted cutting blades) is expensive and needs<br />
support from state for at least some time while the production rates are small.<br />
16. Supplementary training courses for land and forest owners as well as the creation<br />
of supporting public opinion is necessary in order to promote larger scale establishment and<br />
management of woody energy crops. The establishment of plantations with woody energy<br />
crops means long term investment for the land owner. Therefore the initiation of financially<br />
reasonable state funding system is obviously needed.<br />
17. Fulfilling the cross-compliance of the common agricultural policy of the EU does<br />
not hinder growing woody energy crops on large areas of abandoned agricultural land.<br />
Concretization of the definition of the silvicultural management regime depending on the<br />
length of the rotation period is necessary in order to make difference between short rotation<br />
and traditional forestry. The specification of rotation length could affect the application of EU<br />
funding.<br />
18. The legitimate Forest Act (2006) does not prevent from developing short rotation<br />
forestry. According to Forest act it is allowed to grow woody energy crops on agricultural<br />
land. There is no direct need to change the current legislation. Nevertheless there is a need to<br />
develop and concretize environmental and certification rules concerning short rotation<br />
plantation forestry in particular. Complements should be made to the Nature Conservation Act<br />
and Estonian sustainable forest management standard.<br />
Project leader H. Tullus<br />
30.11.2007<br />
42
Lisa 6<br />
1.Päideroo aretus energia tootmiseks põlluma<strong>ja</strong>nduslikust kasutusest väl<strong>ja</strong>langenud<br />
mineraal- <strong>ja</strong> turvasmuldadel – Eestis kasvavate päideroo ökotüüpide seemnetest<br />
aretusprogrammi käivitamine 2007. aastal<br />
Täiendavad vastused<br />
a. analüüsima päideroo <strong>ja</strong> kiukanepi viljelemiseks va<strong>ja</strong>minevat tehnikat <strong>ja</strong> agrotehnoloogia<br />
olemasolu ning täiendavat va<strong>ja</strong>dust või olemasoleva kohandamisva<strong>ja</strong>dust potentsiaalset<br />
tootmismahtu silmas pidades.<br />
Energiaheina külvi-, hooldus- <strong>ja</strong> koristustöödeks sobib tavapärane söödatootmiseks kasutatav<br />
tehnika (niidukid, vaaluta<strong>ja</strong>d, kogurid, liikurhekseldid, ruloonpressid), mis rohusöötade<br />
tootmisega tegelevail põlluma<strong>ja</strong>ndustoot<strong>ja</strong>il on üldjuhul olemas. Selle kasutusperioodi<br />
pikendamine aasta lõikes suurendab masinate kasutamise efektiivsust.<br />
Päideroo agrotehnoloogilised suunad on Põh<strong>ja</strong>maades läbiviidud uurimistööde tulemuste<br />
põh<strong>ja</strong>l üldjoontes teada. Neid tuleb siiski kontrollida <strong>ja</strong> kohandada kohalikele oludele<br />
sobilikeks. Meie saadud esialgsete katsetulemuste põh<strong>ja</strong>l on parimaks väetusvariandiks<br />
orgaaniliste (läga, reoveemuda) <strong>ja</strong> mineraalväetiste kooskasutamine. Kui reoveepuhasti<br />
jääkmuda sisaldab rohkelt umbrohuseemneid, eeldab muda kasutamine väetusainena umbrohu<br />
mehaanilist või keemilist tõrjet päideroo vara<strong>ja</strong>ses kasvufaasis, mis aga suurendab<br />
tootmiskulusid <strong>ja</strong> energiaheina omahinda. Siin on va<strong>ja</strong>lik odavate <strong>ja</strong> efektiivsete umbrohutõrje<br />
võtete väl<strong>ja</strong>töötamine. Saagivõimelise <strong>ja</strong> tiheda taimiku kujunemist soodustab eelkõige<br />
lämmastiku rohkus mullas. Turbast vabanevale lämmastikule tuleb seda elementi koos fosfori<br />
<strong>ja</strong> kaaliumiga lisaks anda. Täpsustamist va<strong>ja</strong>b erinevatele mullatüüpidele sobivad<br />
väetusnormide <strong>ja</strong> reziimide väl<strong>ja</strong>töötamine.<br />
b. andma hinnangu eri energiakultuuride sobivuse <strong>ja</strong> kasvatamise võimaluste kohta piirkonniti<br />
tulenevalt EL ühise põlluma<strong>ja</strong>nduspoliitika jõustuvatest ristvastavusnõuetest.<br />
Energiaheina kasvatamine aitab suurendada (säilitada) tööhõivet maal, on väga positiivne<br />
avatud maastike säilitamise seisukohast, pikaa<strong>ja</strong>lise püsiva rohukamaraga energiahein<br />
vähendab taimekaitsevahendite kasutamise va<strong>ja</strong>dust ning vähendab taimetoitainete<br />
väl<strong>ja</strong>uhtmist, energiaheina pidev koristamine vähendab taimsete jäätmete sattumist<br />
veekogudesse <strong>ja</strong> nende eutrofeerumist.<br />
c. analüüsima energiakultuuride kasvatamist piiravaid ning soodustavaid tegureid (sh<br />
keskkonnakaitselisi nõudeid)<br />
Päideroo kasvatamist energiaheinaks piirab hetkel päideroo seemne nappus ning va<strong>ja</strong>liku<br />
põllutehnika puudumine turbatoot<strong>ja</strong>il, kellele kuuluvate ammendatud turbaväl<strong>ja</strong>de<br />
rekultiveerimise va<strong>ja</strong>dus on kõige pakilisem. Oluliseks piiravaks faktoriks on ka<br />
energiaheinaks suhteliselt vähesobivate genotüüpide kasutamine, praegu olemasolevate<br />
söödaotstarbeliste päideroo sortide kasvatamisel energiaheinaks on kevadisel koristusel kaod<br />
katsetes kuni 50%, Soome näitel tootmises isegi 60-70%. Kõrge seemnesaagiga varrelist tüüpi<br />
lamandumiskindla sordi kasvatamine võimaldaks oluliselt suurendada koristatava<br />
energiaheina saaki <strong>ja</strong> päideroo energiaheinaks kasvatamise tasuvust.<br />
43
Probleemiks on va<strong>ja</strong>liku põllutehnika puudumine turbatoot<strong>ja</strong>il, kellele kuuluvate ammendatud<br />
turbaväl<strong>ja</strong>de (ca 15 000 ha) rekultiveerimise va<strong>ja</strong>dus on kõige pakilisem. Rohusöötade<br />
valmistamiseks va<strong>ja</strong>likud masinad puuduvad ka neis ettevõtetes, kus loomakasvatusega ei<br />
tegeleta. Sellisel juhul on otstarbekohane va<strong>ja</strong>like masinate rentimine.<br />
Energiaheina tootmisel võib probleemiks kujuneda sademeterohkel perioodil ammendatud<br />
turbaväl<strong>ja</strong>de, luha <strong>ja</strong> lammialade kohatine üleujutus seisva veega. Nõuetekohase agrotehnika<br />
rakendamise võimaldamise <strong>ja</strong> kvaliteetse saagi maksimaalse koristatavuse huvides tuleb<br />
veerežiim va<strong>ja</strong>dusel eelnevalt reguleerida. Kevadisel koristusel võib piiravaks faktoriks<br />
kujuneda liialt pehme pinnas, mis ei kanna kuluheina koristamise masintehnikat.<br />
Hõredasti asustatud piirkondades võib probleeme tekitada biokütuse tarne logistika –<br />
energiaheina kasvatamiseks sobivad praegu mittekasutatavad maad <strong>ja</strong> ammendatud<br />
turbaväl<strong>ja</strong>d ei pruugi paikneda piisavalt lähedal maksujõulistele katlama<strong>ja</strong>dele, kus ka<br />
toodetavale soojusele on olemas piisav tarbi<strong>ja</strong>skond. Pikamaaline transport viib aga<br />
energiaheina omahinna ülearu kõrgeks. Analüüsimist va<strong>ja</strong>b energiaheina granuleerimise<br />
tasuvus kaugtranspordi võimaldamiseks katlama<strong>ja</strong>dest liialt kaugele jäävates piirkondades.<br />
d. Analüüsima oodatavaid keskkonnamõjusid, hinnates erinevate energiakultuuride mõju<br />
keskkonnale alates tootmisest kuni jäätmete utiliseerimiseni<br />
Energiaheina kasvatamine on positiivse mõjuga keskkonnale – Eestis läbiviidud uuringud on<br />
tõestanud, et mitmeaastaste heintaimede kasvatamise tagajärjel suureneb mulla huumusvaru 1<br />
t/ha aastas. Mullavil<strong>ja</strong>kus suureneb kõige enam mineraal- <strong>ja</strong> orgaaniliste väetiste<br />
kooskasutamisel. Ammendatud turbarabade rekultiveerimine päiderooga energiaheina<br />
tootmiseks vähendab kasvuhoonegaaside emissiooni kuna kuivendatud rabadest eralduv CO 2<br />
seotakse päideroo orgaanilisse ainesse. Energiaheina kasvatamine luha- <strong>ja</strong> lammialadel koos<br />
regulaarse niitmisega väldib nende kinnikasvamist ning loob soodsad tingimused avamaa<br />
lindude pesitsemiseks. Lühia<strong>ja</strong>line taimkatte puudumine põllul rotatsiooni vältel <strong>ja</strong> tugeva<br />
juurestiku väl<strong>ja</strong>kujunemine aastakümne pikkuse kasutusea jooksul minimeerivad<br />
taimetoitainete väl<strong>ja</strong>uhet võrreldes sagedamini uuendatavate <strong>ja</strong> tugevamini väetatavate<br />
mitmeniiteliste rohumaadega.<br />
Päideroog on madala tuhasisaldusega (ca 4%), seetõttu on põletamisel tekkivate jäätmete<br />
kogus suhteliselt tagasihoidlik. Tekkiv tuhk on lihtsalt kasutatav põldude väetamiseks.<br />
e. Andma soovitusi energiakultuuride laialdasema viljelemise korraldamiseks Eestis<br />
Päideroo energiaheinaks kasvatamiseks on Eestis piisavalt sobilikke maid, eelkõige luha- <strong>ja</strong><br />
lammialad, ammendatud freesturbarabad, ajutiselt liigniisked rohumaad. Energiaheinaks<br />
kasvatatava päideroo tasuvust suurendab oluliselt senistest sobilikumate sortide aretamine <strong>ja</strong><br />
kasutuselevõtt. Energiaheina kasvatamise soodustamise esimeses etapis on va<strong>ja</strong>lik<br />
põletamiseks sobivate katelde installeerimine. Pikas perspektiivis toob suur tulu sobivate<br />
sortide aretus <strong>ja</strong> kasutuselevõtt.<br />
44
Kiukanepi sortide energiaotstarbeline kasutus bioenergeetikas – analüüsitakse kiukanepi<br />
saagikust <strong>ja</strong> määratakse biomassi salvestatud energeetilisus<br />
Täiendavad vastused<br />
a. analüüsima päideroo <strong>ja</strong> kiukanepi viljelemiseks va<strong>ja</strong>minevat tehnikat <strong>ja</strong> agrotehnoloogia<br />
olemasolu ning täiendavat va<strong>ja</strong>dust või olemasoleva kohandamisva<strong>ja</strong>dust potentsiaalset<br />
tootmismahtu silmas pidades.<br />
Kiukanepi vartes sisalduv tugev kiud raskendab tema koristust kuna enamus olemasolevatest<br />
koristusmasinatest ei suuda elastset ning tugevat kiudu läbi lõigata. Kiud mässib end masinate<br />
lõikeorganite liikuvate osade ümber ning tekitab väga suure töökuluga likvideeritavaid<br />
ummistusi. Seniste andmete põh<strong>ja</strong>l on ainsaks sobivaks puitunud kanepitaimede niitmise<br />
tehnoloogiliseks võimaluseks Claas Jaguar liikurniiduki spetsiaalheedri kasutamine.<br />
Spetsiaalheedri soetamise kulude (ca 150 000 EEK) katmiseks peab olema piisav koristatava<br />
kiukanepi pind. Niidetud kanepitaimede edasise töötlemise võimalusteks on niidetud taimede<br />
koristamine ruloonpallidesse <strong>ja</strong> nende põletamine tervikpallidena suurtes kateldes.<br />
Praegusel hetkel puuduvad tehnilised lahendused kiuga kanepivarte hekseldamiseks.<br />
Hekseldamine on võimalik vaid varte puhul millest on eelnevalt kiud eraldatud.<br />
Korraldatud katsetega on Eesti tingimustele sobiv kiukanepi agrotehnika üldjoontes<br />
väl<strong>ja</strong>töötatud. Kuna kiukanep eelistab eelkõige aluselist kasvukeskkonda, siis va<strong>ja</strong>b<br />
kohandamist ammendatud põlevkikarjääride rekultiveerimiseks sobilik kiukanepi kasvatamise<br />
agrotehnika.<br />
b. andma hinnangu eri energiakultuuride sobivuse <strong>ja</strong> kasvatamise võimaluste kohta piirkonniti<br />
tulenevalt EL ühise põlluma<strong>ja</strong>nduspoliitika jõustuvatest ristvastavusnõuetest.<br />
Kiukanepi kasvatamine nõuab suhteliselt väikeseid kulutusi taimekaitsevahenditele, samas on<br />
ta suure nõudlusega taimetoitainetele, va<strong>ja</strong>des suure saagi moodustamiseks kõrgeid<br />
väetisannuseid. Energiasaagilt hektari kohta on kiukanep kevadisel koristamisel võrdne<br />
talinisu <strong>ja</strong> rukki põhu ning päideroo energiasaagiga. Kuna teravil<strong>ja</strong>põhk saadakse<br />
teravil<strong>ja</strong>tootmise kõrvalsaadusena siis ei ole kiukanepil energiakultuurina nende ees<br />
ma<strong>ja</strong>nduslikke eeliseid. Arvestatavaks energiatooraine allikaks võiks kujuneda kanepikiu<br />
tootmisel tekkiv kanepiluu. Kanepikiu tootmise väl<strong>ja</strong>arendamine Eestis annaks toorainet<br />
energiatoomiseks ning oleks ka oluliseks töökohtade loomise teguriks.<br />
c. analüüsima energiakultuuride kasvatamist piiravaid ning soodustavaid tegureid (sh<br />
keskkonnakaitselisi nõudeid)<br />
Limiteerivaks faktoriks on sobilike sortide puudumine, kõik olemasolevad sordid on hilised,<br />
mille seemnekasvatus ei ole Eestis võimalik. Kalli importseemne kasutamine vähendab<br />
kiukanepi kasvatamise tasuvust.<br />
Limiteerib ka va<strong>ja</strong>dus spetsiaalsete koristusmasinate järele, mis muudab kasvatamise tulusaks<br />
alles piisavalt suure kasvupinna juures.<br />
d. Analüüsima oodatavaid keskkonnamõjusid, hinnates erinevate energiakultuuride mõju<br />
keskkonnale alates tootmisest kuni jäätmete utiliseerimiseni<br />
45
Võrreldes teiste energiatootmiseks kasutatavate rohtsete kultuuridega (päideroog,<br />
teravil<strong>ja</strong>põhk) on kiukanepi kasvatamise keskkonnamõjud nendega võrdsed.<br />
e. Andma soovitusi energiakultuuride laialdasema viljelemise korraldamiseks Eestis<br />
Kiukanepi kasvatamist energeetiliseks otstarbeks limiteerivad imporditava seemne kõrge hind<br />
ning va<strong>ja</strong>dus spetsiaalse koristustehnika järele. Seetõttu ei pea me kanepi kasvatamist ainult<br />
soojusenergia tootmise tooraine saamiseks otstarbekaks. Arvestatavaks energiatooraine<br />
allikaks võiks kujuneda kanepikiu tootmisel tekkiv kanepiluu. Kanepikiu tootmise<br />
väl<strong>ja</strong>arendamine Eestis annaks toorainet energiatoomiseks ning oleks ka oluliseks töökohtade<br />
loomise teguriks.<br />
Teravil<strong>ja</strong>de <strong>ja</strong> nende sortide (talirukis, talinisu, suvinisu, oder, talitritikale, kaer) sobivus<br />
bioenergeetikas – analüüsitakse teravil<strong>ja</strong>de põhk/tera massibilanssi, valitakse väl<strong>ja</strong><br />
teravil<strong>ja</strong>sordid, millede tera tärklisesisaldus on kõige suurem<br />
Täiendavad vastused<br />
a. analüüsima viljelemiseks va<strong>ja</strong>minevat tehnikat <strong>ja</strong> agrotehnoloogia olemasolu ning<br />
täiendavat va<strong>ja</strong>dust või olemasoleva kohandamisva<strong>ja</strong>dust potentsiaalset tootmismahtu silmas<br />
pidades.<br />
Energeetiliseks otstarbeks kasvatatava teravil<strong>ja</strong> viljelemiseks kasutatakse sama tehnikat nagu<br />
teravil<strong>ja</strong> tavatehnoologia puhulgi. Energiatootmiseks kasutatakse teravil<strong>ja</strong>tootmise<br />
kõrvalsaadusena tekkivat põhku, seetõttu on kasutatav tavaline teravil<strong>ja</strong>kasvatamise<br />
agrotehnoloogia. Täielikult puudub bioetanooli tootmiseks sobiva tärkliserikka teravil<strong>ja</strong><br />
kasvatamise agrotehnika. Praegune sööda- <strong>ja</strong> toiduotstarbeline teravil<strong>ja</strong>kasvatus on suunatud<br />
proteiinisisalduse <strong>ja</strong> -saagi suurendamisele. Madala proteiini- <strong>ja</strong> kõrge tärklisesisaldusega<br />
teravil<strong>ja</strong> kasvatamine nõuab senisest hoopis erinevaid sorte <strong>ja</strong> erinevat lähenemist väetamisele<br />
<strong>ja</strong> taimekaitsele.<br />
b. andma hinnangu eri energiakultuuride sobivuse <strong>ja</strong> kasvatamise võimaluste kohta piirkonniti<br />
tulenevalt EL ühise põlluma<strong>ja</strong>nduspoliitika jõustuvatest ristvastavusnõuetest.<br />
Soojusenergia tootmiseks sobiva põhuga on talirukis, talinisu <strong>ja</strong> talitritikale. Koostöö<strong>ja</strong>amades<br />
bioetanooli tootmiseks on sobivaimad kultuurid talirukis <strong>ja</strong> talinisu. Täiendavat uurimist va<strong>ja</strong>b<br />
bioetanooli tootmiseks sobivate sortide väl<strong>ja</strong>selgitamine. Esialgsete ühe aasta andmete põh<strong>ja</strong>l<br />
ei ole võimalik põh<strong>ja</strong>likke soovitusi anda.<br />
Bioetanooli tootmiseks kasutatava teravil<strong>ja</strong> ning põletamiseks sobiva põhu tootmine annab<br />
täiendavat sissetulekut teravil<strong>ja</strong>kasvata<strong>ja</strong>tele ning võimaldab Eestis suurendada teravil<strong>ja</strong><br />
kogutoodangut ning kasvupinda. Bioetanooli tootmise tehase käivitamine suurendaks oluliselt<br />
kohapealset teravil<strong>ja</strong> tarbimist. Teravil<strong>ja</strong>tootmise laiendamine on võimalik ajutiselt kasutusest<br />
väl<strong>ja</strong>s olevate maade või ekstensiivselt ma<strong>ja</strong>ndatavate rohumaade arvelt. Võimalikuks<br />
negatiivseks küljeks on teravil<strong>ja</strong> monokultuuris kasvatamise suurenemine.<br />
46
c. analüüsima energiakultuuride kasvatamist piiravaid ning soodustavaid tegureid (sh<br />
keskkonnakaitselisi nõudeid)<br />
Tulenevalt kõrgetest transpordikuludest on põhu kasvatamine kütteotstarbeks võimalik ainult<br />
katlama<strong>ja</strong>de lähiümbruses. Lisaks keskküttekateldele saavad põllumehed põhku kasutada oma<br />
va<strong>ja</strong>dusi rahuldava soojusenergia tootmiseks.<br />
Püsiv nõudlus energiapõhu <strong>ja</strong>/või bioetanooli tootmiseks sobiva teravil<strong>ja</strong> järele tagab<br />
teravil<strong>ja</strong>kasvata<strong>ja</strong>tele kindla sissetuleku ning on oluliseks Eesti teravil<strong>ja</strong>sektori<br />
arengufaktoriks. Ma<strong>ja</strong>nduslikult tasuva bioetanooli tehase toormeva<strong>ja</strong>duseks arvestatakse<br />
300 000 tonni aastas. Arvestades olemasolevat maaressurssi <strong>ja</strong> praegust saagitaset on<br />
teravil<strong>ja</strong>de kasvupinna <strong>ja</strong> hektarisaagi suurendamisega võimalik va<strong>ja</strong>lik kogus Eestis toota.<br />
Soojus- <strong>ja</strong> elektrienergia koostöö<strong>ja</strong>amana ra<strong>ja</strong>tav bioetanoolitehas võimaldaks Eestis oluliselt<br />
vähendada kasvuhoonegaaside emissiooni.<br />
d. Analüüsima oodatavaid keskkonnamõjusid, hinnates erinevate energiakultuuride mõju<br />
keskkonnale alates tootmisest kuni jäätmete utiliseerimiseni.<br />
Teravil<strong>ja</strong>põhu kütteostarbelisel kasutamisel tuleb jälgida põhuga põllult eemaldatavate<br />
taimetoitainete koguseid ning vältida muldade vaesustumist. Oluline on põhuga põllult<br />
eemaldatavate taimetoitainete tagastamine väetiste või põlemisel tekkiva tuhana.<br />
Kuna bioetanoolitehase käivitamine suurendaks oluliselt teravil<strong>ja</strong>tarbimise kasvu Eestis, siis<br />
võib see viia teravil<strong>ja</strong>kasvatuse intensiivistumisele koos taimekaitsevahendite ning väetiste<br />
kasutamise tõusuga. Teisalt seab teravil<strong>ja</strong>kasvatusele piirid ostetava teravil<strong>ja</strong> hind, mis ei<br />
võimalda tootmiskulude olulist suurendamist. Seetõttu ei ole ette näha olulist väetiste ning<br />
taimekaitsevahendite kasvu pinnaühiku kohta. Oluliseks keskkonnafaktoriks on teravil<strong>ja</strong><br />
kasvupinna suurenemine. Selle negatiivseks küljeks on monokultuuri suurenemine ning<br />
loodusliku <strong>ja</strong> maastikulise mitmekesisuse vähenemine. Kuna talivil<strong>ja</strong>d sobivad<br />
energiakultuurideks suvivil<strong>ja</strong>dest paremini, siis suurendab energiateravil<strong>ja</strong> kasvatamine talvise<br />
rohelise taimkatte pinda, mis vähendab toitainete leostumist ning on oluliseks metsloomade<br />
ning rändlindude toiduallikaks talveperioodil.<br />
e. Andma soovitusi energiakultuuride laialdasema viljelemise korraldamiseks Eestis<br />
Eestis kasvatati 2007.a. talinisu <strong>ja</strong> –rukkist kokku 55 tuh ha, põhusaagiga 166 000 tonni, mille<br />
energeetiline väärtus on hinnanguliselt 247 000 MWh. Enamus kasvatatud põhust on<br />
momendil põllumeeste poolt kasutamata. Momendil kasutamata teravil<strong>ja</strong>põhu laialdasemaks<br />
kütmiseks kasutamiseks on va<strong>ja</strong>lik sobilike katelde installeerimine.<br />
Bioetanooli <strong>ja</strong> energia tootmise koostöö<strong>ja</strong>amad seavad täiesti uued nõuded kasutatava teravil<strong>ja</strong><br />
omadustele. Seetõttu on bioetanooli tootmise arendamiseks va<strong>ja</strong>lik rakendusuuringute<br />
jätkamine sobilike sortide tehnoloogiliste omaduste väl<strong>ja</strong>selgitamise ning sordivaliku osas,<br />
äärmiselt tähtis on Eesti tingimustesse sobivate energiasortide aretamine. Va<strong>ja</strong>lik on ka Eesti<br />
tingimustesse sobiva tärkliserikka teravil<strong>ja</strong> kasvatamise agrotehnoloogia väl<strong>ja</strong>töötamine.<br />
Bioetanooli tootmise edendamiseks ning kohapeal toodetud bioetanooli konkurentsivõime<br />
tõstmiseks on va<strong>ja</strong>likud maksupoliitilised meetmed: n. soodustuste tegemised bioetanooli<br />
kasuta<strong>ja</strong>tele, aktsiisimaksu erisuse rakendamine bioetanoolile, tollimaksu rakendamine<br />
kolmandatest maadest imporditavale bioetanoolile.<br />
47
Prioriteedid rakendusuuringute jätkamisel:<br />
1. Bioetanooli tootmiseks sobivate teravil<strong>ja</strong>sortide valik <strong>ja</strong> aretus<br />
1. Bioetanooli tootmiseks sobilike nisu- <strong>ja</strong> talirukkisortide valik ning aretus. Jätkatakse<br />
2007.a. alustatud uuringuid Jõgeva SAI aretusmater<strong>ja</strong>li ning kollektsioonkatse sortide<br />
sobivuse selgitamiseks bioetanooli tootmise tooraineks. 2007.a aastal uuringute raames<br />
väl<strong>ja</strong>töötatud NIRS kalibreeringud vähendavad laboratoorsete analüüside hinda ning<br />
võimaldavad oluliselt suurendada teostatavate analüüside mahtu. Suvi- <strong>ja</strong> talinisul ning<br />
talirukkil analüüsitakse kokku vähemalt 300 sorti <strong>ja</strong> aretist.Valitakse saagikad kõrge<br />
tärklisesisaldusega sordid, mis tavalises toidusuunalises aretusprogrammis<br />
prakeeritakse, energiaotstarbeliste sortide aretamiseks. Aretatavate sortide oluliste<br />
omadustena pööratakse rõhku taimetoitainete omastamise efektiivsusele ning<br />
haiguskindlusele, mis võimaldavad oluliselt vähendada taimekasvatuskulusid.<br />
2. Koostöö<strong>ja</strong>amades tooraineks sobivate teravil<strong>ja</strong>liikide <strong>ja</strong> sortide tehnoloogiliste<br />
omaduste uuringud. Lisaks suuremahulisele teravil<strong>ja</strong>sortide aretuslikule hindamisele<br />
on va<strong>ja</strong> alustada teholoogilisi uuringuid Eesti teravil<strong>ja</strong>le sobivate<br />
fermentatsioonitehnoloogiate <strong>ja</strong> fermentatsioonijäägi (DDGS) energeetilise kasutamise<br />
alal. Vastavad analüüsid kavandatakse teostada koostöös Toidu- <strong>ja</strong><br />
Fermentatasioonitehnoloogia Arenduskeskuse ning TTÜ Soojustehnika Instituudiga.<br />
3. Tärkliserikka teravil<strong>ja</strong> kasvatamise agrotehnoloogia väl<strong>ja</strong>töötamine. Teravil<strong>ja</strong> tärklise<strong>ja</strong><br />
energiasisaldust mõjutab oluliselt kasutatav vätamis- ning taimekaitsereziim.<br />
Korraldatakse põldkatsed erinevate väetisnormide <strong>ja</strong> väetamise aegade ning<br />
taimekaitsevahendite kasutamise mõju hindamiseks teravil<strong>ja</strong>de tärklisesisaldusele.<br />
4. Jätkatakse 2007.a. alustatud uuringuid soojusenergia tootmiseks sobiliku teravil<strong>ja</strong>põhu<br />
ressursi alal. Usaldusväärsete andmete saamiseks on va<strong>ja</strong>likud vähemalt kahe<br />
katseaasta tulemused. Lisaks põhu energeetilisele väärtusele analüüsitakse ka sobivust<br />
bioetanooli tootmiseks.<br />
Uuringute maksumus:<br />
Personalikulud (1 teadur, 1 tehniline tööta<strong>ja</strong>) 260 000<br />
Põldkatsete kulu: 70 000<br />
Laboratoorsed analüüsid. 120 000<br />
Ostetavad teenused: energeetilised anlüüsid 80 000<br />
fermentatsiooni analüüsid 60 000<br />
Kokku:<br />
590 000 EEK<br />
48
2. Eestis kasvavate ökotüüpide seemnete baasil energiaheinaks sobiva päideroosordi<br />
aretamine.<br />
1. Energiaheinaks sobiva päideroo aretuse järgmise etapina ra<strong>ja</strong>takse 2008.a. kevadel<br />
aretusaed päideroo 36 looduslikust populatsioonist kogutud seemnetega. Külviaastal<br />
tehtavad populatsioonide botaaniline, morfoloogiline <strong>ja</strong> keemiline analüüs annavad<br />
esialgset informatsiooni populatsioonide saagikuse <strong>ja</strong> nende põlemistehniliste<br />
omaduste kohta. Uuritakse ka energiaheina suvise <strong>ja</strong>/või sügisese koristamise eeliseid<br />
(väiksemad koristuskaod, suurem saak) ning ökotüüpide sobivust biogaasi tootmiseks.<br />
Va<strong>ja</strong>lik on hinnata biomassi saagikust, määrata kuivaine, toorproteiini, happe- <strong>ja</strong><br />
neutraalkiu, tuha <strong>ja</strong> selles sisalduvate elementide (P, Ca, Mg) ning põletusprotsessi<br />
mõjutavate elementide (Cl, K, S) sisaldus vegetatsiooniperioodi eri aegadel. Tehtavad<br />
analüüsid peavad väl<strong>ja</strong> selgitama tahke biokütuse kvaliteedi muutused<br />
vegetatsiooniperioodi käigus ning sobivust bioenergia tootmiseks. Esimesed andmed<br />
ökotüüpide sobivuse kohta biomassi kevadiseks koristuseks saadakse 2010.a. kevadisel<br />
koristusel.<br />
2. Aruandeaastal jäid kolm iseloomulike mullaliikidega Eesti maakonda looduslike<br />
seemneproovidega esindamata, seetõttu on Eesti päideroo genofondi täielikuks<br />
esindatuseks va<strong>ja</strong>lik täiendava ekspeditsiooni korraldamine 2008.a. Ekspeditsioonid<br />
võimaldavad lisaks veel väl<strong>ja</strong> selgitada <strong>ja</strong> kaardistada energiaheina tootmiseks sobilike<br />
päideroo loodusliku leviku alad <strong>ja</strong> nende biomassi ressursi suuruse.<br />
3. Aretusprotsessi kiirendamiseks genotüpiseeritakse aretusprogrammis kasutatavad<br />
päideroo ökotüübid ning. Genotüpiseerimine võimaldab populatsioonide geneetilise<br />
muutlikkuse ulatuse kindlakstegemist ning geneetiliste markerite väl<strong>ja</strong>töötamine<br />
kiirendab tunduvalt aretusprotsessi võrreldes pelgalt fenotüübil põhineva valikuga.<br />
Uuringute maksumus:<br />
Personalikulud (1 teadur, 1 tehniline tööta<strong>ja</strong>) 260 000<br />
Põldkatsete kulu: 60 000<br />
Laboratoorsed analüüsid. 120 000<br />
Genotüpiseerimise: 140 000<br />
Ekspeditsioonid: 40 000<br />
Kokku:<br />
620 000 EEK<br />
49
Possibilities of cultivation of red canary grass, industrial hemp cereals for energy<br />
production<br />
Jõgeva Plant Breeding Institute<br />
The goals:<br />
1) Characterisation and comparision of crops and varieties in their suitability for different<br />
uses in bioenergy production;<br />
2) Analyse of availability of cultivation mashinery and agrotechnology in different<br />
bioenergy crops;<br />
3) Analyse of impact of different bioenergy crops on maintenance of soil fertility;<br />
4) Analyse of accordance of production of bioenergy crops with EU cross-complience<br />
rules;<br />
5) Analyse of limiting and predisposing factors of production of bioenergy crops (incl<br />
environmental aspects);<br />
6) Environmental influences of energy crops from produstion until the waste<br />
management;<br />
7) Give the recommendations for cultivation<br />
Subtopicses:<br />
1. Initiation of breeding programme in red canary grass for energy production.<br />
Cultivation of red canary grass for bioenergy production has several advantages: taking into<br />
the use of currently sett o side and non-used lands, creatuion of new work positions in urban<br />
areas, positive environmental impact, low demand for specific mashinery. The limiting factor<br />
is high yield losses of currently used varieties what are developed for foder production. The<br />
use of stalk-typed, lodging resistant varieties will substantially increase the productivity and<br />
efficiency of cultivation. Initial breeding collection of seed samples collected from natural<br />
ecotypes in 36 locations was created.<br />
2. Analyse of suitability of cereals (barley, oats, wheat, rye, triticale) and their varieties for<br />
use in bioenergy production. Straw and grain production and suitability for energy<br />
production.<br />
The yield and grain/straw ratio of most common cereal species (barley, oats, wheat, rye,<br />
triticale) was analysed. The highest straw yields could by obtained in cultivation of winter<br />
wheat and winter rye varieties. Winter rye is also characterisised by highest variation in straw<br />
yield between the varieties. Oat and barley straw are not suitable for burning in bioenergy<br />
production because of the chemical composition. Too high content of K, Ca, Mg and C in the<br />
straw causes technological problems with ash in burning and removal of too high amount of<br />
elements and organic matter from the field. High starch content in the grain makes winter rye<br />
and winter wheat beeing most suitable crops for bioethanol production. The guidelines for<br />
starting the breeding program and selection of most suited wheat and rye varieties for<br />
bioethanol production were established. For production of high-starch grain the<br />
agrotechnology of cereal cultivation has to be revised.<br />
3.Suitability of hemp varieties for bioenergy – yield and energy production.<br />
The biomass yield and energy production of hemp variety Santhica 27 was tested at different<br />
fertilizer inputs and in different soils. The harvestable energy production of hemp was in<br />
50
same level with the best cereal varieties and with red ganary grass. Hight production cost of<br />
hemp (high price of the seeds, demand for specific mashinery) makes the hemp less profitable<br />
for energy production than cereals or red canary grass.<br />
51
Lisa 7<br />
GALEEGA JA LUTSERN ENERGIAKULTUURIDENA EESTIS NII KUIVA<br />
MASSINA OTSEPÕLETAMISEKS KUI TOORE MASSINA EDASISEKS<br />
ÜMBERTÖÖTLEMISEKS.<br />
2007 aasta lõpparuanne.<br />
Teema juht: T. Võsa.<br />
Teema täit<strong>ja</strong>d: U. Tamm, H. Meripõld, E. Koik, E. Nugis, T. Saue, J. Kada<strong>ja</strong>.<br />
Ülesanne:<br />
Galeega <strong>ja</strong> lutsern energiakultuuridena Eestis nii kuiva massina otsepõletamiseks kui<br />
toore massina edasiseks ümbertöötlemiseks.<br />
Võrdlev ülevaade Eestis viljelemiseks sobivatest ning soovituslikest liikidest <strong>ja</strong> sortidest (sh<br />
geneetiliselt muundatud) vastavalt kasutuseesmärgile.<br />
Eesti sordilehes on seitse lutsernisorti (Daisy, Diane, FSG408DP, Juurlu, Jõgeva 118, Karlu,<br />
Live) viielt sordisäilita<strong>ja</strong>lt <strong>ja</strong> üks galeegasort (Gale).<br />
EMVI katsetes on sobivaimaks osutunud Eestis aretatud sordid (Juurlu, Jõgeva 118, Karlu).<br />
Peamiseks eeliseks on neil talvekindlus. Mu<strong>ja</strong>lt toodud sortide puhul saab enamasti määravaks<br />
talvitumine, saagivõimelt on erinevad sordid üsna sarnased. EMVI katsetes on selgunud, et<br />
talvitumisel võib esineda probleeme, kui sordikirjelduses esitatud sügisese kasvuseiskumise<br />
indeks on suurem, kui 4.<br />
Galeega talvekindlusega pole seni olulisi probleeme esinenud.<br />
Geneetiliselt muundatud sorte kummastki liigist sordinimekir<strong>ja</strong>s ei ole.<br />
Viljelemiseks va<strong>ja</strong>minevat tehnikat <strong>ja</strong> agrotehnoloogia olemasolu analüüs<br />
Lutsern <strong>ja</strong> galeega on mõlemad rohttaimed, mille kasvatamisega loomasöödaks on Eestis<br />
tegeldud pikka aega. Seetõttu on olemas nii kasvatamise kui koristamise tehnoloogia ning<br />
kogemused. Energiaotstarbeline kasutus ei lisa tehnoloogilisse ketti masinaid. Pigem on<br />
energiaotstarbelise kasutuse korral vähem probleeme söödapuhtuse tagamisega, mistõttu<br />
tehnoloogia võib isegi lihtsustuda. Antud väidet ei saa aga pidada tõestatuks, kuna puuduvad<br />
katsetulemused mõlema kultuuri otsepõletamiseks või biogaasi toormeks koristamisest.<br />
Lutserni <strong>ja</strong> galeega kasvatamisel <strong>ja</strong> koristamisel kasutatav tehnika ei sisalda erimasinaid.<br />
Seetõttu on märgatav investeeringuva<strong>ja</strong>dus tingitud pigem üldisest põlluma<strong>ja</strong>nduses valitsenud<br />
alainvesteerimisest. Probleemi süvendab kasutusest väl<strong>ja</strong>jäänud alade paiknemine peamistest<br />
tõmbekeskustest kaugel, mistõttu kohapealsed toot<strong>ja</strong>d on mitmetel põhjustel vähem<br />
investeerimisvõimelised. Suurtoot<strong>ja</strong>tel puudub samas vaba tööjõud, mida oma põldudest<br />
kaugelasuvate maade kasutuselevõtul rakendada. Masinate puudumist saab hõlpsamalt<br />
kompenseerida lisainvesteeringutega, kuid kvaliteetset lisatööjõudu ei õnnestu lühikese a<strong>ja</strong>ga<br />
kusagilt juurde hankida.<br />
Energiaheinana kasvatamisel on ainsaks lahendamist va<strong>ja</strong>vaks probleemiks kuiva mater<strong>ja</strong>li<br />
transport ning vaheladustamine. Heina mahukaal on väike, mistõttu on väike ka saadava massi<br />
energiatihedus. Katmata kujul väl<strong>ja</strong>s säilitamine on kõrge mater<strong>ja</strong>likao tõttu vähese<br />
efektiivsusega. Seetõttu tuleb pidada otstarbekaks kogutud mater<strong>ja</strong>li säilitamist kas<br />
katusealustes (heinaküünides) või kilepakendis säilitusväl<strong>ja</strong>kutel. Sobivad<br />
tuubimistehnoloogiad on olemas, kuid sellise katmisviisi kasutamine otsepõletusheina<br />
säilitamiseks on ma<strong>ja</strong>nduslikus mõttes küsitav.<br />
Ruumikasutuse seisukohast (nii logistika kui säilitusruumi va<strong>ja</strong>dus) on paremad<br />
suurkantpallid, kuid need tuleb kohe peale koristust põllult varju alla toimetada.<br />
52
Silindrikujulised pallid on veidi ilmastikukindlamad, kuid pikemaa<strong>ja</strong>lisel katmata säilitamisel<br />
tekib siiski mater<strong>ja</strong>likadu niiskumise tõttu. Mater<strong>ja</strong>likadu võib kir<strong>ja</strong>nduse andmetel ulatuda<br />
kuni 30%-ni.<br />
Hoolimata silindrikujuliste pallide ebaotstarbekamast ruumikasutusest on sellised pressid<br />
põllumeestel olemas ning seetõttu on esialgu põhjendatud nende kasutamine saagikoristusel.<br />
Suurkantpallipresside kasutamine eeldab läbimõeldud logistikat ning piisavalt kaetud pinda<br />
mater<strong>ja</strong>li hoiustamiseks. Samuti on suurkantpallipressid kallimad, kui sama tootlikkusega<br />
rullpallpressid. Suurkantpallpresside valmista<strong>ja</strong>tel on valikus väga suure tootlikkusega<br />
mudeleid, mille tootlikkus ületab rullpallpresside oma kordi <strong>ja</strong> mis seega võimaldavad koguda<br />
suure hulga mater<strong>ja</strong>li väga lühikese a<strong>ja</strong>ga. Samas suurusjärgus on ka veojõuva<strong>ja</strong>dus<br />
Biogaasi toormena kasutamiseks on roheline mass va<strong>ja</strong> sileerida. Sileerimistehnoloogia<br />
teadaolevalt ei erine veisesööda sileerimise nõuetest oluliselt. Siiski on edaspidi va<strong>ja</strong> selgitada<br />
väl<strong>ja</strong> erinevate sileerimisvõtete <strong>ja</strong> silokindlustuslisandite mõju biogaasisaagisele.<br />
Arvestades Eestis teadaolevalt kasutamata maa ressursiks umbkaudu 300 000 ha, millest<br />
umbes kolmandik maad on sobilik galeegale ning kolmandik lutsernile, võiks Eestis olla<br />
potentsiaali 100 000 ha mõlema kultuuri kasvatamiseks. Sellisel juhul oleks sobilike<br />
ilmastikutingimuste korral võimalik toota 300 000 t kuiva massi kütteväärtusega ca 18 MJ/kg<br />
ning 1 700 000 t rohelist massi, teoreetilise biogaasisaagisega 89,25*10 6 nM 3 CH 4 . Intensiivse<br />
agrotehnika oskuslikul rakendamisel korral võivad saagid olla ka suuremad.<br />
Galeega <strong>ja</strong> lutserni viljelemise mõju mulla vil<strong>ja</strong>kusomadustele.<br />
Galeega liblikõielise söödakultuurina, omades suurt juuresüsteemi ning sümbioosi<br />
mügarbakteritega, rikastab mulda orgaanilise aine <strong>ja</strong> bioloogiliselt seotud lämmastikuga ning<br />
sealtkaudu parandab mulla struktuuri. Puhaskülvid jätavad juurte arvel aastas mulla 30 cm<br />
künnikihti ligikaudu 200 - 500 kg ha -1 lämmastikku, 20 kuni 40 kg ha -1 fosforit, 50 kuni 110 kg<br />
ha -1 kaaliumi <strong>ja</strong> 30 kuni 100 kg ha -1 kaltsiumi. Kultuuri positiivne järelmõju kestab ka teisel <strong>ja</strong><br />
kolmandal aastal, mil teravil<strong>ja</strong> enamsaagid on ulatunud 1-2 tonnini hektarilt.<br />
Sarnase mõjuga on ka lutsern. Erinevuseks on lutserni juurte tungimine rohkem, kui 2 meetri<br />
sügavuseni, mistõttu sobib lutsern hästi tihenenud muldade struktuuri paranda<strong>ja</strong>ks.<br />
Galeega <strong>ja</strong> lutserni sobivuse <strong>ja</strong> kasvatamise võimaluste kohta piirkonniti tulenevalt EL ühise<br />
põlluma<strong>ja</strong>nduspoliitika jõustuvatest ristvastavusnõuetest.<br />
Nii lutsern kui galeega kasvavad enamusel Eestis esinevatel muldadel. Ainsaks probleemiks<br />
on mulla happesus, mis pärsib mügarbakterite elutegevust. Seetõttu ei saa galeegat kasvatada<br />
muldadel, mille pH on
Rohtse biomassi kasvatamist energiaotstarbel mahajäetud põllumaadel takistab nende põldude<br />
paiknemine ha<strong>ja</strong>li ning kaugel tarbimiskohtadest.<br />
Galeega <strong>ja</strong> lutserni tehnoloogilised kaardid.<br />
Lutserni kaardi korral on arvutuste aluseks võetud kuueväl<strong>ja</strong>lise külvikorraga 300-hektarine<br />
talu, mille külvikorrast pool on lutserni all ning ülejäänud väl<strong>ja</strong>del kasvavad taliteravili,<br />
taliraps ning suviteravili. Lutsernikõlvik ra<strong>ja</strong>takse puhaskülvina. Talul on olemas va<strong>ja</strong>lik<br />
masinapark ning võimalus saagi säilitamiseks realiseerimiseni.<br />
Galeega tehnoloogiline kaart on koostatud viieaastase puhaskülvina. Kuna galeega kultuurina<br />
on potentsiaalselt pikaealine, siis ei paigutatud seda külvikorda, vaid galeega kasvupind<br />
võetakse kasutusele vastavalt va<strong>ja</strong>dusele.<br />
Tehnoloogilised kaardid on esitatud lisades 1 <strong>ja</strong> 3 Exceli failidena <strong>ja</strong> selgitused kaartide juurde<br />
lisades 2 <strong>ja</strong> 4.<br />
Oodatavaid keskkonnamõjude analüüs, galeega <strong>ja</strong> lutserni mõju hindamine keskkonnale alates<br />
tootmisest kuni jäätmete utiliseerimiseni.<br />
Mõlemad kultuurid on rohtsed taimed, mis ei va<strong>ja</strong> täiendavat lämmastikuga väetamist. Taimed<br />
kasutavad hästi ära mullas olevad toitained. Taimiku ra<strong>ja</strong>misel <strong>ja</strong> lõpetamisel kasutatava<br />
üldhävitava herbitsiidi muldaladestumise kohta on kir<strong>ja</strong>nduses vastuolulised andmed, Eestis<br />
vastavaid uuringuid galeega <strong>ja</strong> lutserni viljelemisel tehtud ei ole.<br />
Galeega <strong>ja</strong> lutserni viljelemisel tekkivad jäätmed on peamiselt erinevate mater<strong>ja</strong>lide pakendid.<br />
Nende hävitamiseks on Eestis võimalused olemas. Tekkiv taimne mater<strong>ja</strong>l on võimalik kas<br />
kompostida eraldi väl<strong>ja</strong>kul või laotada mater<strong>ja</strong>l orgaanilise väetisena sobivale põllule.<br />
Soovitused energiakultuuride laialdasema viljelemise korraldamiseks Eestis.<br />
1. Galeega <strong>ja</strong> lutsern koos kõrrelistega segukülvina sobivad soojuse või soojuse <strong>ja</strong> elektri<br />
koostootmisel kütusena juhul, kui:<br />
a. mater<strong>ja</strong>l kasvatatakse tarbimiskohast mitte kaugemal, kui 25 km (kir<strong>ja</strong>nduse<br />
andmeil, Eestis vastavad uuringud puuduvad);<br />
b. kuiva massi säilitamiseks on olemas piisavalt katusealust pinda;<br />
c. energiaheina põletamiseks on olemas sobilikud seadmed.<br />
2. Transpordikauguse suurendamiseks <strong>ja</strong> logistika lihtsustamiseks saab energiaheina<br />
pressida graanuliteks. Tehnoloogia va<strong>ja</strong>b täpsemat uurimist.<br />
3. Energiaheina saab edukalt põletada koos teiste kütuseliikidega (puit, kivisüsi, turvas),<br />
seda võimalust tuleks rohkem kasutada. Samuti tuleb energiahein kõne alla prügi<br />
masspõletustehase täiendava kütusena.<br />
4. Biogaasi tootmiseks va<strong>ja</strong>likku vedelsõnnikut on piisavalt, mistõttu tuleks arendada<br />
biogaasi kääritamistehnoloogiat.<br />
5. Biogaasi on võimalik kasutada katelseadmetes. Paljudes maa-asulates (agrolinnakuis),<br />
on päevakorral küttesüsteemide renoveerimine. Asula läheduses on tihti ka<br />
põlluma<strong>ja</strong>ndusettevõte, mille juures võib edukalt töötada biogaasi<strong>ja</strong>am. Saadud gaas<br />
sobib katlama<strong>ja</strong> kütteks <strong>ja</strong> tekkiv läga omakorda põldudele väetiseks. Probleemiks on<br />
biogaasi<strong>ja</strong>ama suur ra<strong>ja</strong>mismaksumus.<br />
6. Galeega <strong>ja</strong> lutsern tugevajuureliste liblikõielistena ei va<strong>ja</strong> intensiivset väetamist, on<br />
saagikad ning parandavad mulla struktuuri, mistõttu on sobivad energiaotstarbeliseks<br />
kasutuseks.<br />
7. Galeega on oma agressiivse kasvutüübi tõttu sobiv kultuur kasutusest väl<strong>ja</strong>jäänud<br />
maade taaskasutussevõtmisel.<br />
Sakus<br />
10. detsembril 2007<br />
Taavi Võsa<br />
54
2007. aastal jäi teema täitmisel hulk küsimusi vastuseta.<br />
Nende kultuuride energeetilise potentsiaali ärakasutamiseks on va<strong>ja</strong> uuringuid jätkata.<br />
Alljärgnevalt on toodud uurimist va<strong>ja</strong>vad küsimused, orienteeruv maksumus aastas <strong>ja</strong> uuringu<br />
eeldatav kestus.<br />
1.<br />
Galeega <strong>ja</strong> lutserni segukülvide kütteväärtus.<br />
Uuring teostatakse koostöös TTÜ STI laboratooriumiga.. Minimaalselt on va<strong>ja</strong> sooritada<br />
määramised nel<strong>ja</strong>st erinevast segust, igaühest vähemalt kolm määramist. Ühe määramise hind<br />
on 6800 krooni, millele lisandub käibemaks. Va<strong>ja</strong>like määramiste maksumus on kokku<br />
vähemalt 96 288 krooni. Sellele lisanduvad mater<strong>ja</strong>li kogumise <strong>ja</strong> transpordi kulud 15 000<br />
krooni ning kahe inimese töö kahe kuu vältel mater<strong>ja</strong>li kogumisel, ettevalmistamisel <strong>ja</strong><br />
tulemuste analüüsil maksumusega 53320 krooni. Kulud kokku on 189 608 krooni, millele<br />
lisandub asutuse üldkululõiv 10%. Uuringu eeldatav maksumus 208 569 krooni.<br />
Uuring on teostatav 2008 aastal. Mater<strong>ja</strong>li kogumiseks saab kasutada teiste uuringute raames<br />
ra<strong>ja</strong>tud põldkatseid. Samuti on mõningane kogus võrdlusmater<strong>ja</strong>li kogutud 2007. aastal.<br />
Uuring on üheaastane.<br />
2.<br />
Kogutud kuiva massi pressimistehnoloogia <strong>ja</strong> logistikaprobleemide uurimine.<br />
Kuiva massi mahukaal on väike, mistõttu on oluline massi kogumisel kasutada optimaalset<br />
pressimistehnoloogiat parandamaks transpordivahendite kasutamise efektiivsust. Uuringusse<br />
kaasatakse TTÜ transpordieriala spetsialistid töövõtulepinguga.<br />
Uuring toimub kir<strong>ja</strong>nduse <strong>ja</strong> teiste uuringute põldkatsete baasil. Uuringu kestuseks on 1 aasta<br />
<strong>ja</strong> koormuseks 1 inimaasta. Uuringu maksumus 183 247 krooni, millest personalikulu<br />
moodustab 166 625 krooni <strong>ja</strong> asutuse üldkululõiv 16 662 krooni.<br />
Uuring teostatakse 2008. aastal.<br />
3.<br />
Kuiva massi koristustehnoloogia täiustamine.<br />
Uuringu eesmärgiks on selgitada väl<strong>ja</strong> kuivana kogutava mater<strong>ja</strong>li lamandumisest tingitud<br />
koristuskadude vähendamise võimalused. Saadud tulemusi kontrollitakse praktikas toot<strong>ja</strong>te<br />
põldudel. Uuringus kasutatakse varemra<strong>ja</strong>tud põldkatseid ning vaatlused toimuvad ka toot<strong>ja</strong>te<br />
põldudel.<br />
Uuringu eeldatav maht on üks inimaasta <strong>ja</strong> maksumus kokku 183 247 krooni, millest<br />
personalikulu moodustab 166 625 krooni <strong>ja</strong> asutuse üldkululõiv 16 662 krooni.<br />
Uuringuga saab alustada 2008 aastal <strong>ja</strong> hüpoteesi kontrollimiseks peavad katsed jätkuma<br />
vähemalt kolmel aastal. Uuringu planeeritav lõpp on 2011 <strong>ja</strong> uuringu kogumaksumus 549 741<br />
krooni, arvestades 10% hindade tõusu.<br />
4.<br />
Galeega <strong>ja</strong> lutserni ning kõrreliste segude gaasitootlikkus kombineeritud gaasitootmise<br />
korral<br />
Selle uuringu tegemiseks on va<strong>ja</strong>lik biogaasilabori sisustamine. Finantse selleks taotletakse EL<br />
7. raamprogrammi vahenditest. Taotluse edukus selgub 2008. aasta teisel poolel.<br />
Kasutatakse kahte erinevat kõrrelist segus lutserni <strong>ja</strong> galeegaga. Selgitatakse väl<strong>ja</strong> erineva<br />
koostisega toore massi gaasisaagis valitud kääritustehnoloogia korral. Uuringus tehakse<br />
koostööd teiste Eestis biogaasi tootmisega tegelevate asutustega, et parandada saadava info<br />
kvaliteeti.<br />
55
Arvestamata labori sisseseadmiseks va<strong>ja</strong>likku investeeringut, on eeldatavad aastakulud<br />
järgmised: personalikulud 333 250 krooni, mater<strong>ja</strong>li kogumise <strong>ja</strong> ettevalmistamise kulud<br />
15 000 krooni, käärinud massi utiliseerimise kulud 5000´krooni, <strong>ja</strong> asutuse üldkulu 35 325<br />
krooni. Kokku: 388 575 krooni.<br />
Täiemahulise katsetööga saab alustada 2009. aastal. Töö alustamise eelduseks on va<strong>ja</strong>liku<br />
labori sisustamiseks va<strong>ja</strong>liku investeeringu saamine eelmainitud allikast.<br />
Töö kestuseks on planeeritud kaks aastat. Uuringu kogumaksumus 816 007 krooni, arvestades<br />
10% hindade tõusu.<br />
Sakus, 9, <strong>ja</strong>anuaril 2008<br />
Taavi Võsa<br />
/allkiri/<br />
56
Summary.<br />
Title: The fodder galega and the lucerne as energy crops in Estonia for dry mass direct<br />
burning and for energy silage.<br />
Tasks:<br />
1. Compare species suitable for growing in the Estonia accordingly to purpose.<br />
2. Analyze existent and necessary machines and technology for growing both plants on<br />
potentially possible area.<br />
3. Analyze crops effect to soil state and fertility change.<br />
4. Estimate growing possibilities on the different regions of the Estonia caused of crosscompliance<br />
demands.<br />
5. Analyze restrictions and possibilities of both plants (incl. environmental aspects).<br />
6. Assemble technological charts of fodder galega and lucerne.<br />
7. Analyze environmental effect during life-cycle.<br />
8. Give recommendations for fodder galega and lucerne implementations as energy crops<br />
in Estonia.<br />
Results.<br />
In the Estonian variety list is represented 7 species of lucerne (which of 3 domestic varieties)<br />
and one specie of fodder galega. Domestic varieties have better winter resistance and hence<br />
these are more suitable for growing in Estonia. As general rule, varieties with growth stopping<br />
factor >4 are more winter-resistant, than varieties with lower factor.<br />
In Estonia is long experience of growing herbaceous plants. Therefore necessary machinery<br />
and knowledge is already existent. Some fine tuning is of course needed. The massive<br />
investments are required due our farms long period lack of investments in last years, but this is<br />
not caused from change on the yield purpose.<br />
Only change on conventional technology is caused from dry mass transport and storage. Dry<br />
mass density is low and therefore need for deposition space is also noticeable. For this reason<br />
the square bales are more suitable for transport and storage, than the round ones.<br />
Fodder galega and lucerne as legumes are the soil state improvers. Strong and long roots are<br />
reaching deep and can penetrate even hard soil. Nitrogen fixing bacteria and roots are living<br />
on symbiosis and therefore plants do not need additional N-fertilizing. Other nutrients,<br />
however, needed from fertilizers as usual. Mostly these nutrients are P and K, on some soils<br />
also micronutrients.<br />
Estonian soils are mostly suitable for both plants. Only acidous soils need some lime fertilize.<br />
Lucerne is not having any environmentally hazardous aspects. Fodder galega, however, is<br />
aggressive growth type and therefore must be grow accordingly to agrotechnological<br />
requirements. Fodder galega can be invasive to native species, if grow irresponsibly.<br />
Agrotechnological charts are assembled and calculations of consumed time, materials and<br />
finances made. Calculations and explanations are represented on addendums 1-4.<br />
Growing of the galega and the lucerne causes very little waste. Mostly these wastes are<br />
packages of seeds, fertilizers and pesticides used. Also exhaust gazes from machinery. Plant<br />
residues can be used as organic fertiliser on other species or themselves (not recommended<br />
due plant diseases spreading hazard).<br />
Both herbaceous plants are suitable for green mass and if wintering successfully, then also for<br />
dry mass. But due low density, transport costs are high and therefore yield is more effective to<br />
use on local boilers and biorefinerys.<br />
57
Lisa 8<br />
Biomassi tehnoloogiauuringud <strong>ja</strong> tehnoloogiate rakendamine Eestis<br />
Lep7028 vastutav täit<strong>ja</strong><br />
Villu Vares<br />
11.01.2008<br />
Biomassi tootmise <strong>ja</strong> energeetilise kasutamise territoriaalne planeerimine<br />
Biomassipõhiste kütuste, täpsemalt puitkütuste, kasutamisel on Eestis pikad traditsioonid.<br />
Kuni eelmise sa<strong>ja</strong>ndi kolmekümnendate aastateni oli Eesti kütusebilansis põhikütuseks just<br />
puit. Vahepealse importkütuste eeliskasutuse buumi järel on nii puidu kui muu biomassi<br />
energeetiline kasutamine jälle laienema hakanud <strong>ja</strong> va<strong>ja</strong>lik on leida uusi ning otstarbekamaid<br />
kasutustehnoloogiaid <strong>ja</strong> kasutusele võtta uusi biomassipõhiseid kütuseid.<br />
Biomassi energeetilise kasutamise viiside hulka kuuluvad:<br />
• biomassi põletamine kütte- või tehnoloogilise soojuse tootmiseks (põhiliselt vee- või<br />
aurukatelde abil);<br />
• biomassi kasutamine elektri- <strong>ja</strong> soojuse koostootmiseks:<br />
o aurutsükli baasil – kütus põletatakse aurukatlas, auruga käivitatakse auruturbiin <strong>ja</strong><br />
elektrigeneraator, turbiini vaheltvõtust või vasturõhuturbiinist tulev aur<br />
kondenseeritakse <strong>ja</strong> kondensatsioonisoojus kasutatakse kütteks või muudel eesmärkidel.<br />
Elektrilise <strong>ja</strong> soojusliku võimsuse vahekord sõltub tugevasti auru parameetritest <strong>ja</strong> on<br />
piirides 0,1 (madal auru rõhk <strong>ja</strong> väike seadme võimsus) kuni 0,5 (kõrge rõhk <strong>ja</strong> suur<br />
võimsus);<br />
o biomass gaasistatakse termiliselt (anaeroobset kääritamist/gaasistamist käsitletakse<br />
eraldi), gaas puhastatakse <strong>ja</strong> suunatakse gaasimootorisse või gaasiturbiini, millega<br />
käivitatakse elektrigeneraator, protsessi jääksoojus kasutatakse kütteks või muudel<br />
eesmärkidel. Elektrilise <strong>ja</strong> soojuslike võimsuse vahekord võib ulatuda kuni umbes 0,8-<br />
ni;<br />
o biomassi kasutamine Stirlingi mootoris (välise põlemisega mootor) elektri <strong>ja</strong> soojuse<br />
tootmiseks. Elektrilise <strong>ja</strong> soojusliku võimsuse suhe ulatub 1,2 – 1,7-ni.<br />
Sõltuvalt tahke biomassi omadustest <strong>ja</strong> seadme võimsusest kasutatakse erinevaid<br />
põletustehnoloogiaid: erinevaid restil põletamise tehnoloogilisi lahendusi <strong>ja</strong> põletamist<br />
keevkihis. Väiksemate ühikvõimsuste korral eelistatakse tavaliselt erinevaid liikumatu restiga<br />
põletusviise, kusjuures kütuse söötmist <strong>ja</strong> tuha eemaldamist püütakse enamasti korraldada<br />
automaatsööt<strong>ja</strong> <strong>ja</strong> tuhatransportööriga, mis võimaldaks ka väikeseadmete korral minimeerida<br />
käsitsitööd <strong>ja</strong> ühtlasi käidukulusid. Üldreeglina nõuavad väikeseadmed kvaliteetsemat kütust<br />
kui suuremad <strong>ja</strong> keerukama tehnoloogilise skeemiga seadmed. Eestis on võimalik osta või<br />
tellida praktiliselt kõiki kaasaegsete seadmete tüüpe.<br />
Keskmise võimsusega (mõnest MW-st umbes kümne MW-ni) on enamlevinud mitme erineva<br />
konstruktsiooniga liikuva restiga kolded, mis võimaldavad paindlikumat kütusekasutust.<br />
Liikuva restiga lahendused tagavad ühtlasema kütusekihi paksuse kogu resti laiuse ulatuses <strong>ja</strong><br />
võimaldavad paremini reguleerida kütuse edasiliikumist restil vastavalt katla koormusele. Et<br />
kütuse omaduste muutumisel (peamiselt niiskusesisalduse, lendainesisalduse <strong>ja</strong> kütteväärtuse<br />
muutumisel) hoida kütusekihi temperatuuri optimaalsel tasemel <strong>ja</strong> vältida tuha sulamist,<br />
rakendatakse mõnikord täiendavalt suitsugaaside retsirkulatsiooni (osa suitsugaasidest<br />
juhitakse tagasi resti alla). Vaatamata sellele, et reguleeritava suitsugaaside retsirkulatsiooni<br />
58
kasutamine võimaldab kasutada erinevate omadustega kütuseid, tuleb katelde korral siiski<br />
eristada niiske <strong>ja</strong> tahke kütuse põletamiseks ettenähtud koldeid.<br />
Niiske kütuse (tavaliselt 35 – 55%) põletamisel kasutatakse <strong>ja</strong>hutamata või osaliselt<br />
küttepindadega <strong>ja</strong>hutatavate seintega koldeid, mis lubavad põlemistemperatuuri hoida<br />
nõutaval tasemel. Sellises koldes liiga kuiva kütuse põletamisel võib kolde temperatuur tõusta<br />
tasemini, mis viib tuha sulamise <strong>ja</strong> resti ummistumiseni, mõnikord isegi müüritise<br />
sulgemiseni. Kuiva kütuse põletamiseks (näiteks kuni 25% niiskusega) sobivad kolded, mille<br />
koldeseinad on ekraneeritud, st <strong>ja</strong>hutatavad, <strong>ja</strong> see võimaldab hoida koldetemperatuuri<br />
nõutaval tasemel.<br />
Põletustehnoloogiatest kõige paindlikuma kütusekasutusega on põletamine keevkihis.<br />
Biokütuste korral rakendatakse peamiselt inertsest mater<strong>ja</strong>list pad<strong>ja</strong>ga mulliva keevkihiga<br />
koldeid. Tüüpilised keevkihtkollete võimsused algad umbes 4 MW-st <strong>ja</strong> võivad ulatuda<br />
sadadesse megavattidesse. Sellises koldes on võimalik põletada mitte ainult varieeruva<br />
niiskusega kütust, vaid isegi paindlikult üle minna täiesti erineva kütuse kasutamisele, näiteks<br />
hakkpuidult freesturbale <strong>ja</strong> isegi kivisöele ning vastupidi.<br />
Põletustehnoloogiatest kallimad <strong>ja</strong> tunduvalt vähem levinud on kütuse termilise gaasistamise<br />
tehnoloogiad. Stirlingi mootorite tehniline väl<strong>ja</strong>arendus pole veel kommertslahendusteni<br />
küündinud. Termilise gaasistamise tulemusena saadavat maagaasist madalama kütteväärtusega<br />
gaasi võib põletada gaasikateldes soojuse saamise eesmärgil, kuid sellest perspektiivsemaks<br />
peetakse saadava gaasi kasutamist elektri <strong>ja</strong> soojuse koostootmiseks kas gaasimootorite või<br />
gaasiturbiinide abil. Need rakendused seavad ranged nõuded gaasi puhtusele <strong>ja</strong> probleemid<br />
gaasi puhastamisel koos kaasnevate kuludega ongi seni põhilisteks takistusteks sellise<br />
koostootmisviisi laialdasele levikule.<br />
Termilise gaasistamise tehnoloogiate edasiarendust <strong>ja</strong> rakendamist soojuse <strong>ja</strong> elektri<br />
koostootmiseks peetakse oluliseks seetõttu, et gaasi kasutamisel gaasimootorites või<br />
gaasiturbiinides on saavutatav suhteliselt kõrge elektri osatähtsus võrreldes aurutsükliga.<br />
Aurutsükli korral jääb elektri <strong>ja</strong> soojuse suhe vahemikku 0,1 – 0,5, kusjuures väikeste<br />
võimsuste korral jääb see suhe madalamaks <strong>ja</strong> ainult suurte ühikvõimsuste korral on<br />
rakendatavad sedavõrd kõrged auru parameetrid, et suhe võib ulatuda 0,5-ni. Gaasimootori<br />
korral on elektri <strong>ja</strong> soojuse suhe umbes 0,8 – 0,9, seega on elektri toodang mitmeid kordi<br />
suurem, eriti väikeste (< 1 MW el ) võimsuste korral.<br />
Eestis moodustavad puitkütused veidi üle 11% kogu primaarenergiaga varustusest <strong>ja</strong><br />
turbakütused umbes 0,8%. Puitkütuseid, mis moodustavad praktiliselt 100% kõigist<br />
biomassipõhistest kütustest, kasutatakse katlama<strong>ja</strong>des soojuse tootmiseks nii hoonete<br />
soojusvarustuse <strong>ja</strong>oks kui ka tehnoloogilistel eesmärkidel, samuti lokaalküttes. Lokaalküttes<br />
(põhiliselt koduma<strong>ja</strong>pidamised) on puitkütuste osakaal eriti kõrge – 76%. Kokku on hoonete<br />
soojusvarustuses (arvestades kütusekasutust nii kaugküttekatlama<strong>ja</strong>des kui lokaalküttes)<br />
puitkütuste osakaal hinnanguliselt üle 40%.<br />
2006. aastal loendati Eesti katlama<strong>ja</strong>des kokku 3909 katelt koguvõimsusega 5510 MW <strong>ja</strong><br />
aastase kütusetarbimisega 27 069 TJ. Aastane soojuse kogutoodang oli 6500 GWh, millest<br />
51,6% toodeti gaaskütuste, 25,8% puitkütuste <strong>ja</strong> 11,5% põlevkiviõli baasil.<br />
Nagu järgnevad joonised näitavad, on alates aastast 2003 nii puitkütuseid kasutavate katelde<br />
koguvõimsus <strong>ja</strong> soojustoodang ning arvestuslik kasutusaeg vähenema hakanud, mille põhjuste<br />
hulka kuuluvad nii puitkütuste hindade tõus kui süvenevad raskused kütuste hankimisel.<br />
Pärast aastat 2000 läbiviidud uuringud katelde kasutamise, tehnilise seisukorra <strong>ja</strong><br />
investeeringuva<strong>ja</strong>duste kohta näitavad, et paljud Eesti katlama<strong>ja</strong>des ülesseatud katlad on kas<br />
alakoormatud või reservis. Üle 60% vedelkütustel, maagaasil <strong>ja</strong> kivisöel töötavate katelde<br />
koguvõimsusest ei ole aktiivselt kasutusel. Ligi 30% puidu- <strong>ja</strong> turbakatelde koguvõimsusest ei<br />
ole hinnanguliselt samuti piisavalt rakendatud.<br />
59
MW<br />
1 600<br />
1 400<br />
1 200<br />
1 000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
1993 1995 1998 2003 2005 2006<br />
Summaarne võimsus<br />
Toodetud soojus<br />
GWh<br />
2 500<br />
2 000<br />
1 500<br />
1 000<br />
500<br />
0<br />
Kasutusaeg, h aastas<br />
2 500<br />
2 000<br />
1 500<br />
1 000<br />
500<br />
0<br />
2268 2300 2099<br />
1683<br />
740<br />
872<br />
1993 1995 1998 2003 2005 2006<br />
Joonis 0.1. Puidukatelde summaarse võimsuse, toodetud soojuse <strong>ja</strong> koormuste areng<br />
a<strong>ja</strong>vahemikus 1993 – 2006<br />
Kuna taastuvelektri kohustuslik ostuhind on elektrituru seaduse järgi tõstetud 115 sendini kWh<br />
eest, on biomassipõhistel kütustel kavandatavate elektri <strong>ja</strong> soojuse koostootmis<strong>ja</strong>amade<br />
ma<strong>ja</strong>nduslik otstarbekus tunduvalt tõusnud. Läbiviidud tasuvusanalüüsis võeti aluseks 2007. a<br />
juulikuu Eesti keskmine hakkpuidu hind 127 krooni puistekuupmeetri kohta (169 EEK/MWh),<br />
soojuse võrkumüügi hind 450 EEK/MWh th , elektri müügihind 1150 EEK/MWh el ning<br />
nominaalkoormusele taandatud kasutusaeg 6000 h/a. Analüüs võimaldas teha järgmisi põhilisi<br />
järeldusi:<br />
• 17 MW elektrilise <strong>ja</strong> 40 MW soojusvõimsusega (<strong>ja</strong> võimsama) aurutsükliga<br />
koostootmis<strong>ja</strong>ama ra<strong>ja</strong>mine on ma<strong>ja</strong>nduslikult otstarbekas <strong>ja</strong> kütuse hinna võimaliku<br />
tõusu korral suhteliselt riskivaba investeering;<br />
• 3,5 MW elektrilise <strong>ja</strong> 16 MW soojusvõimsusega aurutsükliga koostootmis<strong>ja</strong>ama<br />
ra<strong>ja</strong>mine on ma<strong>ja</strong>nduslikult otstarbekas, kuid siiski riskidega seotud ettevõtmine.<br />
Kütuse hinna tõus 30% ulatuses või <strong>ja</strong>ama koormatuse langemine muudaksid projekti<br />
tasuvuse problemaatiliseks;<br />
• väikesed aurutsükliga koostootmis<strong>ja</strong>amad võivad olla tasuvad ainult erijuhtudel,<br />
näiteks investeerimistoetuste korral, aasta jooksul väga ühtlase soojuskoormuse<br />
olemasolul või garanteeritult odava kütuse hankimisvõimaluse korral. Aurutsükliga<br />
väikeste koostootmisseadmete tagasihoidliku tasuvuse põhjuste hulka kuulub ka madal<br />
elektri- <strong>ja</strong> soojustoodangu suhe (10 – 20%, erijuhtudel kuni 25%).<br />
Käesoleval a<strong>ja</strong>l on juba ehitamisel või kavandatakse mitut suurt soojuse <strong>ja</strong> elektri<br />
koostootmis<strong>ja</strong>ama Väos, Tartus <strong>ja</strong> Ahtmes. Kui kõik need <strong>ja</strong>amad valmis ehitataks <strong>ja</strong> lisaks<br />
puitkütustele kasutataks täiendavalt ka turvast, siis ikkagi suureneks puitkütuste va<strong>ja</strong>dus<br />
energia tootmiseks võrreldes 2006. aasta tarbimisega tervelt 64%. Sellist kütusekogust praegu<br />
turul ei ole ning tarnekoguste märgatav suurendamine oleks võimalik ainult raiejäätmete<br />
laialdase ärakasutamise korral, kusjuures tuleks arvestada umbes 30%-lise kütuse hinna<br />
tõusuga. Kütuse hinna tõus <strong>ja</strong> hankimisraskused võivad viia paljud puitkütustel töötavad<br />
väikekatlama<strong>ja</strong>d pankrotti või vähemalt ma<strong>ja</strong>nduslikesse raskustesse.<br />
Elektri <strong>ja</strong> soojuse koostootmis<strong>ja</strong>amade ra<strong>ja</strong>mise põhiliseks piiranguks on suvise<br />
soojuskoormuse madal tase. Jaama ra<strong>ja</strong>miseks sobivad koormused on olemas ainult suurtes<br />
kaugküttesüsteemides (Tallinn, Tartu, Kohtla-Järve, Narva, jmt). Kohtla-Järve piirkonnas<br />
(Ahtme) on biokütusel kootootmis<strong>ja</strong>ama ra<strong>ja</strong>mine siiski ebatõenäoline, sest siis muutuks<br />
keeruliseks põlevkiviõli tootmisel tekkiva gaasi otstarbekas rakendamine, samas planeerib<br />
Eesti Energia Balti Elektri<strong>ja</strong>ama 11. plokis umbes 10% ulatuses biokütuste kasutamist.<br />
Paljudes kohtades jääksid ra<strong>ja</strong>tavad koostootmis<strong>ja</strong>amad piisava soojuskoormuseta.<br />
60
Uute biokütustel töötavate katlama<strong>ja</strong>de ra<strong>ja</strong>mine võib olla ma<strong>ja</strong>nduslikult tasuv, kui<br />
nominaalkoormuse kasutustundide arv on piisavalt kõrge – vähemalt 5000 h/a. Arvestades<br />
olemasolevate puitkütustel töötavate katelde tagasihoidlikku koormatust <strong>ja</strong> tehnilist taset,<br />
oleks otstarbekas osa neist kateldest renoveerida <strong>ja</strong> tagada nende täielikum koormamine.<br />
Praegu kivisöel töötavad katlad tuleks asendada teistel kütustel töötavate kaasaegsete<br />
kütteseadmetega. Arvestades kivisöekatelde väikest ühikvõimsust <strong>ja</strong> paiknemist, oleks üheks<br />
alternatiiviks nende asendamine pelletikateldega. Kõigi biokütustega seotud projektide korral<br />
on tingimata va<strong>ja</strong>lik põh<strong>ja</strong>liku äriplaani koostamine, mis peaks sisaldama koormuste <strong>ja</strong><br />
koormusgraafikute, samuti kütuste hankimisvõimaluste <strong>ja</strong> ma<strong>ja</strong>nduslike riskide analüüsi.<br />
Arvestades eeltoodut võib biomassipõhiste kütuste kasutamise laiendamisel eristada järgmisi<br />
tehnoloogilisi võimalusi.<br />
• Suurte koostootmis<strong>ja</strong>amade ra<strong>ja</strong>mine aurutsükli baasil kas ainult biomassipõhiste<br />
kütuste või kütuste segude kasutamisega. Koostootmise ma<strong>ja</strong>nduslik otstarbekus sõltub<br />
suurel määral olemasolevast soojuskoormusest <strong>ja</strong> seadme koormatusest. Praegu<br />
kehtivate taastuvelektri ostuhindade <strong>ja</strong> kütuse perspektiivsete hindade korral on Eestis<br />
otstarbekas koostootmis<strong>ja</strong>amade ra<strong>ja</strong>mine eelkõige tööks suurte linnade (Tallinn,<br />
Tartu, Kohtla-Järve) kaugküttesüsteemi juurde. Tuleb arvestada as<strong>ja</strong>oluga, et<br />
koostootmis<strong>ja</strong>amade ra<strong>ja</strong>mine võib põhjustada defitsiiti biokütuste turul (vt Joonis 0.2).<br />
• Olemasolevate biokütusekatelde või katlama<strong>ja</strong>de kaasa<strong>ja</strong>stamine <strong>ja</strong> ratsionaalsem<br />
koormamine ning uute ehitamine. Arvestades olemasolevate katelde suhteliselt<br />
tagasihoidlikku koormatust, tuleks biokütusekatlad eelkõige orienteerida tööks<br />
baaskoormusel <strong>ja</strong> kontrollida biokütuste saadavust nii ehitusjärgsel perioodil kui<br />
kaugemas tulevikus, sest prognooside kohaselt metsast saadava biomassi kogused<br />
vähenevad mõnekümne aasta pärast umbes poolele praegusest.<br />
• Biomassi gaasistamisseadmete loomine <strong>ja</strong> gaasi rakendamine elektri <strong>ja</strong> soojuse<br />
koostootmiseks gaasimootorite või auruturbiinide abil. Käesoleval a<strong>ja</strong>l on nende<br />
tehnoloogiate rakendamine veel seotud põhjendamatult suurte investeeringutega, kuid<br />
soovitada võiks pilootseadmete ehitamist <strong>ja</strong> katsetamist. Selle tehnoloogia<br />
rakendamisel on kaks ootust: tõsta elektri osatähtsust kogu energiatoodangus ning<br />
laiendada kasutatavate biomassipõhiste kütuste nomenklatuuri.<br />
Biokütuste kasutuse laiendamise eelduseks on olemasoleva kütuseressursi täielikum<br />
kodumaine kasutamine <strong>ja</strong> raiejäätmete ulatusliku kogumise korraldamine, millele võiksid<br />
täiendust anda ka põlluma<strong>ja</strong>ndusliku biomassi <strong>ja</strong> energiavõsa tootmine ning rakendamine.<br />
Vastavalt puitkütuste olemasolu prognoosidele (Joonis 0.2) kujuneb biokütuseturul suurim<br />
defitsiit Tartumaal <strong>ja</strong> Harjumaal. Mõningast leevendust biokütuseturu pingelisele olukorrale<br />
võiks anda seni ekspordi <strong>ja</strong>oks toodetavate pelletite laialdasem kasutamine kodumaal.<br />
Põlluma<strong>ja</strong>ndusliku biomassi, sh ka õlgede, energeetilise kasutuse korral on va<strong>ja</strong>lik ette<br />
valmistada kütuse hoiustamine <strong>ja</strong> pikaa<strong>ja</strong>liseks (aastaseks) säilitamiseks va<strong>ja</strong>likud tingimused<br />
kütuse toot<strong>ja</strong>te juures, kust kütus transporditakse vastavalt va<strong>ja</strong>dusele katlamaj<strong>ja</strong> või<br />
koostootmis<strong>ja</strong>ama.<br />
Ma<strong>ja</strong>nduslik analüüs <strong>ja</strong> rahvusvaheline kogemus tõestavad, et madalakvaliteediliste<br />
puitkütuste kasutamine on ma<strong>ja</strong>nduslikult otstarbekas eelkõige suurtes seadmetes.<br />
Taastuvelektri ostukohustus <strong>ja</strong> võrku ostmise hind (115 s/kWh) on muutnud suured<br />
koostootmis<strong>ja</strong>amad (elektrilise võimsusega 17 MW <strong>ja</strong> rohkem) kasumlikuks ettevõtmiseks<br />
isegi kütuste hinna märgatava tõusu tingimustes, kusjuures ka väikesed (mõne MW elektrilise<br />
võimsusega) koostootmis<strong>ja</strong>amad võiksid teatud tingimustel olla tasuvad <strong>ja</strong> puitkütustel<br />
koostootmis<strong>ja</strong>amadele mingeid täiendavaid riigipoolseid soodustusi enam va<strong>ja</strong> ei ole.<br />
Suhteliselt kõrge taastuvelektri kokkuostuhind võib hakata mõjutama väikeste <strong>ja</strong> keskmise<br />
61
võimsusega puitkütuseid kasutavate katlama<strong>ja</strong>de ma<strong>ja</strong>nduslikku toimetulekut, sest tekkiva<br />
kütusenappuse toimel hakkab kütuse hind paratamatult tõusma.<br />
Joonis 0.2. Puitkütuste bilanss pärast kolme koostootmis<strong>ja</strong>ama käivitamist (P.Muiste<br />
andmetel)<br />
Taastuvelektri uus kõrgem võrkuostu hind muudab olukorda puitkütuste kasuta<strong>ja</strong>te<br />
konkurentsis nii, et elektri kõrgendatud ostuhinna tõttu saavad puitkütustel töötavad (eelkõige<br />
suured) koostootmis<strong>ja</strong>amad konkurentsieelise puitkütustel töötavate katlama<strong>ja</strong>de ees.<br />
Olukorrast võib teha mõningaid järeldusi.<br />
• Seoses suurte biokütustel koostootmis<strong>ja</strong>amade ma<strong>ja</strong>ndusliku otstarbekusega saab<br />
võimalikuks täiendava kütuseressursi (raiejäätmed, rohtne biomass, jm) ärakasutamine,<br />
mille ma<strong>ja</strong>nduslik otstarbekus oli siiani küsitav.<br />
• Täiendava biokütuseressursi ärakasutamise „hinnaks“ on olemasolevate (eelkõige<br />
väiksemate) puitkütusekatlama<strong>ja</strong>de raskused kõrgema hinnaga kütuse hankimisel, mis<br />
paratamatult tõstab neis toodetava soojuse hinda.<br />
• Uute biokütustel töötavate katlama<strong>ja</strong>de <strong>ja</strong> katelde juures peaks kaaluma väärindatud<br />
biokütuste (pelletite) eeliskasutust <strong>ja</strong> vähem orienteeruma madalakvaliteedilise odava<br />
biokütuse kasutamisele.<br />
• Kuigi riigi teatud määral ootamatu sekkumine biokütuseturu konkurentsi<br />
(taastuvelektri kokkuostuhinna 115 s/kWh kehtestamise kaudu) põhjustab probleeme<br />
seni edukalt ma<strong>ja</strong>ndanud väiksematele biokütusekatlama<strong>ja</strong>dele, pole selle kardinaalne<br />
muutmine soovitav, sest põhjustaks kavandatud suurte investeerimisotsuste<br />
ümbervaatamist <strong>ja</strong> paratamatut kahju investoritele.<br />
62
Biomassi energiaks muundamise tehnoloogiate sobivus eri liiki biomassipõhistele<br />
kütustele<br />
Energeetikas kasutatavate biomassipõhiste kütuste põletusseadmete valikut mõjutavad väga<br />
mitmed as<strong>ja</strong>olud, millest olulisemate hulka kuuluvad:<br />
• seadme kasutamise režiim, sh töötamine baaskoormusel (režiimidel, mille korral<br />
seadme koormused muutuvad mõõdukas vahemikus) ning töötamine ainsa katlana<br />
süsteemis, mis peab võimaldama paindlikku reguleerimist;<br />
• seadme võimsus, näiteks keevkihtkolded sobivad ainult keskmiste <strong>ja</strong> suurte võimsuste<br />
korral, stoker-põletiga seadmed aga väikeste võimsuste korral;<br />
• kütuste omadused, sh:<br />
o biokütuste nn kaubanduslik vorm (tüüpiline osakeste mõõt, kuju, tihedus jt<br />
näita<strong>ja</strong>d, millest sõltuvad nii kütuse ladustamine, etteandmine kui põletamine);<br />
o kütuse niiskus <strong>ja</strong> selle muutumise vahemik;<br />
o kütuse lendainesisaldus;<br />
o kütuse tuhasisaldus <strong>ja</strong> tuha omadused, eriti tuha sulamiskarakteristikud;<br />
o kütuse elementaarkoostis, eriti aga väävli-, kloori- <strong>ja</strong> mikroelementide sisaldus,<br />
mis mõjutavad küttepindade korrosioonitingimusi, gaasiliste heitmete koostist<br />
<strong>ja</strong> tuha utiliseerimisele esitatavaid nõudeid, jm.<br />
Biomassipõhiste kütuste kõiki neid näita<strong>ja</strong>id <strong>ja</strong> omadusi, mis mõjutavad kütuse kasutamist,<br />
käsitleb tahkete biokütuste spetsifikatsioonide <strong>ja</strong> kvaliteedi klasside standard CEN/TS 14961:<br />
Solid Biofuels - Fuel Specification and Classes, mille eestindamine aitaks seostada kütuse<br />
tarni<strong>ja</strong>te <strong>ja</strong> kasuta<strong>ja</strong>te vastastikust mõistmist ning seadmetele sobiva kütuse hankimist.<br />
Eelnimetatud standard käsitleb piisava põh<strong>ja</strong>likkusega erinevaid puitkütuseid <strong>ja</strong> rohtsest<br />
biomassist õlgi, muu rohtse biomassi kütuste korral on võimalik rakendada kütuse <strong>ja</strong>oks<br />
oluliste näita<strong>ja</strong>te määramisel standardi põhimõtteid <strong>ja</strong> koostada iga kütuse <strong>ja</strong>oks va<strong>ja</strong>likud<br />
näita<strong>ja</strong>te <strong>ja</strong> omaduste klassid. Selline tegevus nõuab nii kütuse koostise kui põletamist<br />
mõjutavate omaduste põh<strong>ja</strong>likku katselist uurimist. Kütuse omaduste <strong>ja</strong> põletustehniliste<br />
näita<strong>ja</strong>te katseline määramine on mõeldav töö järgmistel etappidel tingimusel, et on võimalik<br />
hankida piisavaid kütusekoguseid.<br />
Probleemne on kütuste segude põletustehniliste omaduste hindamine koostise alusel, sest<br />
mõningate lisandite tühised kogused võivad tugevasti mõjutada segukütuse põletusvõimalusi<br />
<strong>ja</strong> seadmetele esitatavaid nõudeid. Ilma katsepõletamiseta võib nii rohtse biomassi kui<br />
erinevate kütusesegude põletustehniliste omaduste <strong>ja</strong> põletusseadmete valiku kohta anda ainult<br />
esialgseid soovitusi. Rahvusvahelisele kogemusele tuginedes on väheuuritud rohtse<br />
biomassipõhise kütuse põletamine võimalik suhteliselt probleemidevabalt suurtes kolletes,<br />
eriti keevkihtkolletes, kusjuures tundmatu biokütuse osatähtsus ei tohiks ületada 10% kütuse<br />
üldkogusest. Eesti tingimustes tähendaks see kokkuleppeid ehitusjärgus või kavandamisel<br />
olevate biomassipõhistel kütustel töötavate elektri <strong>ja</strong> soojuse koostootmis<strong>ja</strong>amadega (Väo <strong>ja</strong><br />
Tartu), mille keevkihtkatlad on piisavalt võimsad väikeste rohtse biomassikoguste ohutuks<br />
põletamiseks. Sellise ettevõtmise korral on üldjuhul va<strong>ja</strong>lik täiendavate kütuse sööteseadmete<br />
ehitamine, kuid lihtsamal juhul võib saada hakkama ka väikese koguse täiendava kütuse<br />
segamisega põhikütuse hulka.<br />
Rohtse biomassi põletamiseks sobivate spetsiaalsete (väike)katelde loomisega pole siiani<br />
tegeldud ei Eestis ega teadaolevalt ka teistes maades, sest rohtse biomassi kogused on<br />
väikesed <strong>ja</strong> väl<strong>ja</strong>töötlus ei oleks ma<strong>ja</strong>nduslikult põhjendatud. Seega tuleb rohtse biomassi<br />
põletamiseks otsida sobivaimaid olemasolevaid seadmeid <strong>ja</strong> anda esialgseid soovitusi<br />
tõenäoliste põletustehniliste probleemide lahendamiseks. Reeglina on kõige ebamugavamaks<br />
63
probleemiks rohtse biomassi tuha madal sulamistemperatuur, mille tõttu võib tuhk muutuda<br />
kleepuvaks <strong>ja</strong> ummistada resti. Pelletite põletamiseks ettenähtud stokerpõletit võib teiste<br />
maade kogemusele toetudes küll selliste kütuste põletamiseks tinglikult soovitada, kuid<br />
arvestada tuleb põletuspea sagedase puhastamise va<strong>ja</strong>dusega, mille alternatiivina võib<br />
kasutada mehaanilist tuhaärastust. Tuha madalale sulamistemperatuurile viitab kõrge Na <strong>ja</strong> K<br />
sisaldus tuhas, kuid paljude teiste komponentide kaasmõjust tingituna otsest seost väl<strong>ja</strong> tuua ei<br />
ole võimalik. Tuha ohtlikult madal sulamistemperatuur võib esineda ka mõningate kütuste<br />
segude korral vaatamata sellele, et kummagi kütuse tuha sulamistemperatuurid on eraldi<br />
põletamisel märksa kõrgemad.<br />
Erinevate biomassi liikide väärindamiseks spetsiaalsete seadmete väl<strong>ja</strong>töötamine pole Eesti<br />
turu piiratust silmas pidades otstarbekas. Seadmeid oleks otstarbekas valida katsetootmise<br />
alusel <strong>ja</strong> saadud kogemuste alusel võib olla va<strong>ja</strong>lik valitud pressi antud biomassi <strong>ja</strong>oks vähesel<br />
määral kohandada. Enne rohtse biomassi massilise väärindamise juurutamist tuleb kontrollida<br />
toodangu põletamiseks va<strong>ja</strong>likke tingimusi <strong>ja</strong> otsustada toodete valmistamise otstarbekuse üle.<br />
Eestis reguleerib jäätmete põletamist keskkonnaministri 4. juuni 2004. a. määrus nr 66<br />
“Jäätmepõletustehase <strong>ja</strong> koospõletustehase ra<strong>ja</strong>mise, kasutamise <strong>ja</strong> sulgemise nõuded” (RTL,<br />
21.06.2004, 83, 1316). Määruse nõuded kehtivad nii suurtele kui ka väikestele<br />
põletustehastele, kus toodetakse 50 t või enam jäätmeid aastas.<br />
Tavajäätmete põletustehases tuleb saavutada jäätmete selline põlemistase, et põlemisel<br />
tekkinud räbu <strong>ja</strong> koldetuha orgaanilise süsiniku üldsisaldus (TOC) on alla 3% või nende<br />
kuumuskadu on alla 5% aine kuivmassist. Jäätmete põlemisest tekkiva gaasi temperatuur peab<br />
pärast viimast põlemisõhu sisestamist tõusma vähemalt 850 o C-ni <strong>ja</strong> olema selle temperatuuri<br />
juures vähemalt 2 sekundit. Jäätmete põletamisseadmest väljuvate suitsugaaside puhastamisel<br />
tekkivas heitvees ei tohi reostuskomponentide sisaldus ületada jäätmepõletusmäärusega<br />
kehtestatud saasteainete piirväärtusi. Jäätmepõletustehas peab olema varustatud sademevee <strong>ja</strong><br />
leketest ning tulekustutusest tekkinud vee piisavalt suure kogumismahutiga. Heitvee<br />
väljutamiskohas tuleb teha pidevalt pH, temperatuuri <strong>ja</strong> vooluhulga mõõtmisi, heljuvaine<br />
sisalduse määramist vooluhulgaga proportsionaalses keskmistatud proovis kord ööpäevas; Hg,<br />
Cd, Tl, As, Pb, Cr, Cu, Ni <strong>ja</strong> Zn sisalduse määramist ööpäevase vooluhulgaga<br />
proportsionaalses keskmistatud proovis vähemalt kord kuus ning dioksiinide <strong>ja</strong> furaanide<br />
sisalduse mõõtmist vähemalt kord kuue kuu jooksul. Mõõtmiste täpsem läbiviimine on<br />
sätestatud jäätmepõletusmääruses.<br />
Jäätmete põletamiseks sobivad tehnoloogiad on rangete keskkonnanõuete <strong>ja</strong> põletustehniliste<br />
probleemide tõttu kallid, mistõttu ma<strong>ja</strong>nduslikult põhjendatuks peetakse ainult suurte, üle<br />
200 000 tonni aastas põletamiseks ettenähtud seadmete ehitamist. Eesti väiksusest tingituna ei<br />
ole otstarbekas enam kui kahe või äärmisel juhul kolme jäätmepõletus<strong>ja</strong>ama ra<strong>ja</strong>mist,<br />
kusjuures arvestada tuleb jäätmete koosseisu muutumisega seoses jäätmete sorteerimise<br />
nõuete rakendamisega.<br />
Põlluma<strong>ja</strong>ndusliku biomassi ümbertöötamisel <strong>ja</strong> kütusteks väärindamisel tekib rida<br />
spetsiifiliste omadustega jäätmeid, mille üheks rakenduseks võib samuti olla põletamine <strong>ja</strong><br />
energia saamine, kuid vastavad tehnoloogiad puuduvad:<br />
• rapsiõli tööstuses tekkiv rapsikook e. šrott. Näiteks Painküla tehases tekib seda 48 000<br />
tonni aastas, mida osaliselt kasutatakse loomasöödana. Kõrge õlisisaldusega rapsi<br />
korral pole šrott loomasöödaks kasutatav;<br />
• biodiisli tootmisel tekkiv glütserool, mida näiteks Paldiski Biodiisli tehases tekib<br />
aastas ca 11 500 tonni. Seoses biodiisli tootmismahtude suurenemisega puudub<br />
glütseroolil turg.<br />
Šrotti on põhimõtteliselt võimalik ka pelletiseerida, seega tuleks edaspidises töös uurida nii<br />
Šroti otsepõletamise võimalusi kui pelletite tootmise <strong>ja</strong> põletamise võimalusi. Glütserooli<br />
64
ülejääkide otstarbeka kasutamise probleemid on muutunud teravaks kõigis maades, kus<br />
biodiislit laialdaselt tootma on hakatud. Seega on otstarbekas glütserooli põletusvõimaluste<br />
uurimine mõne rahvusvahelise Euroopa Liidu poolt toetatava projekti raames.<br />
Eri liiki biomassipõhiste kütuste laialdasem kasutuselevõtt on seotud kokkuvõttes järgmiste<br />
võimaluste <strong>ja</strong> probleemidega.<br />
• Uute biomassipõhiste kütuste laialdase kasutuse eelduseks on rea kütuse koostist <strong>ja</strong><br />
omadusi kirjeldavate parameetrite teadmine. Nende määramisel <strong>ja</strong> esitamisel on<br />
võimalik juhinduda EL standardist CEN/TS 14961.<br />
• Põllul kasvava <strong>ja</strong> loodusliku rohtse biomassi kütusena kasutamine nõuab iga<br />
konkreetse kütuse <strong>ja</strong> tema põletustehniliste võimaluste katselist kontrollimist.<br />
Katsetulemuste puudumisel tuleb juhinduda üldistest soovitustest <strong>ja</strong> pöörata<br />
põhitähelepanu tuha sulamise vältimisele <strong>ja</strong> korrosiooniprobleemidele.<br />
• Erinevate kütuste segude põletamine on suhteliselt probleemidevaba, kui tundmatu<br />
biokütuse osatähtsus ei ületa 10% kütuse kogusest. Eelistatud tehnoloogia on<br />
põletamine keevkihis.<br />
• Va<strong>ja</strong>lik on edaspidi määrata <strong>ja</strong> analüüsida nii potentsiaalsete uute biomassipõhiste<br />
kütuste omadusi kui ka läbi viia katsepõletamisi, mille alusel saaks väl<strong>ja</strong> töötada<br />
konkreetsed soovitused <strong>ja</strong> ettepanekud.<br />
Lähiaastateks oleks va<strong>ja</strong> kavandada järgmisi tegevusi.<br />
• Erinevatest energiakultuuridest (rohtsest biomassist) valmistatud biokütuste keemiliste<br />
<strong>ja</strong> põlemistehniliste omaduste määramine, sõltub energiakultuuride biomassi<br />
saadavusest, tegevuse aeg alates aastast 2008, hinnanguline maksumus ühe<br />
energiakultuuri kohta ca 0,4 MEEK.<br />
• Erinevate rohtsest biomassist valmistatavate kütuste <strong>ja</strong> nende segude tuhkade koostise<br />
<strong>ja</strong> omaduste katseline määramine, tegevuse aeg aastatel 2008 – 2009, hinnanguline<br />
maksumus ca 0,4 MEEK aastas.<br />
• Erinevatest energiakultuuridest tahkete väärindatud biokütuste katseline valmistamine,<br />
alates aastast 2008, sõltub energiakultuuride saadavusest, hinnanguline maksumus ca<br />
0,5 MEEK aastas.<br />
• Biomassi kütuseks töötlemisel tekkivate jääkide (rapsikook, glütserool, praak jm)<br />
<strong>ja</strong>/või nendest valmistatud produktide edasise kasutamise (sh põletamine) ning<br />
keskkonnamõjude uurimine: produktide valmistamine, omaduste määramine,<br />
põletuskatsete ettevalmistamine, põletustehnilised katsetused, heitmete <strong>ja</strong><br />
keskkonnamõjude määramine, tegevuse aeg aastatel 2008 – 2010, hinnanguline<br />
maksumus ca 1,5 MEEK aastas sõltuvalt kavandatavate uuringute mahust.<br />
• EL biokütustega seonduvate standardite <strong>ja</strong> tehniliste tingimuste kohaldamine Eesti<br />
oludega, sõltub eelmistes tegevustes saadud andmetest, hinnanguline maksumus ca 0,2<br />
MEEK aastas.<br />
Biogaasi tootmise potentsiaal – sobivad tehnoloogilised lahendused, võimsused,<br />
asukohad, võrgu loomise eeldused<br />
Ülevaade biomassi ressurssidest biogaasi tootmiseks Eestis<br />
Üle maailma on üheks suurimaks probleemiks kerkinud olme-, tööstus- <strong>ja</strong> põlluma<strong>ja</strong>ndusjäätmetest<br />
tingitud vee- <strong>ja</strong> õhureostus. Selle likvideerimiseks otsitakse uusi efektiivseid <strong>ja</strong><br />
odavaid jäätmetöötlusmeetodeid. Üheks selliseks tehnoloogiaks on orgaaniliste jäätmete<br />
anaeroobne käitlemine <strong>ja</strong> viimase käigus biogaasi tootmine. See üksnes ei vähenda<br />
65
eostuskoormust vaid võimaldab ka energia (soojus, elekter), mootorikütuse <strong>ja</strong> väetise<br />
tootmist.<br />
Biogaasi tootmiseks sobivad <strong>ja</strong> on mitmel pool maailmas kasutusel järgnevad biolagunevad<br />
mater<strong>ja</strong>lid (biomass <strong>ja</strong> orgaanilised jäätmed):<br />
1. Olmejäätmed (nende biolagunev (orgaaniline) osa);<br />
2. Tööstusettevõtete biolagunevad tootmisjäätmed <strong>ja</strong> -jäägid;<br />
3. Biolagunevad põlluma<strong>ja</strong>ndusjäätmed <strong>ja</strong> -jäägid taime-, looma- <strong>ja</strong> linnukasvatusest;<br />
4. Reoveesette <strong>ja</strong> -mudad;<br />
5. Rohtne biomass [looduslikult kasvavad rohttaimed või spetsiaalselt kasvatatavad <strong>ja</strong><br />
sileeritavad nn energiataimed (energy crops)];<br />
6. Asulate prügilad (kogutakse nn prügilagaasi (landfill gas), mis oma omadustelt on sarnane<br />
eelnimetatud allikatest anaeroobse kääritamise protsessis saadava biogaasiga).<br />
Siin esitatud Eesti biogaasi ressursid on indikatiivse iseloomuga <strong>ja</strong> valdavalt arvutatud<br />
kir<strong>ja</strong>ndusallikates toodud koefitsiente kasutades ning võttes aluseks eri toormeallikate<br />
kogused. Tulemused on esitatud vaid maakondade ulatuses. Iga biogaasi<strong>ja</strong>ama ehitamise eel<br />
tuleb igal juhul teha teostatavusanalüüs (tooraine saadavuse, tehniline, ma<strong>ja</strong>nduslik,<br />
keskkonnakaitseline, sotsiaalne <strong>ja</strong> riskianalüüs) <strong>ja</strong> koostada äriplaan, arvestades ka<br />
olemasolevate riiklike toetusskeemidega. Alles nende tulemuste alusel saab otsustada, kuhu <strong>ja</strong><br />
millise võimsusega biogaasil töötavat soojuse <strong>ja</strong> elektri koostootmis<strong>ja</strong>ama on võimalik<br />
ehitada. Seetõttu ei ole siin töös analüüsitud biogaasi tootmise võimalusi üksikettevõtete<br />
baasil, sest pole teada, kes, millal, kuhu <strong>ja</strong> millises tootmismahus soovib biogaasi<strong>ja</strong>amu ra<strong>ja</strong>da.<br />
Sõnnikust, reovee mudast, biolagunevatest jäätmetest <strong>ja</strong> suuremate prügilate baasil kokku<br />
oleks Eestis võimalik hinnanguliselt saada 336 GWh elektrit <strong>ja</strong> 354 GWh soojust aastas.<br />
Kasutamata maadelt rohtse biomassi kääritamine biogaasiks võimaldaks potentsiaalselt saada<br />
kokku 1,4 TWh soojust (710 GWh) <strong>ja</strong> elektrit (688 GWh).<br />
Biogaasi lähteainete <strong>ja</strong> saadava biogaasi (energia) koguste kohta esitatakse illustreerivat<br />
mater<strong>ja</strong>li järgnevates tabelites <strong>ja</strong> joonisel (vt Tabel 0.1, Tabel 0.2 <strong>ja</strong> Joonis 0.1).<br />
16 000 000<br />
14 000 000<br />
12 000 000<br />
Biogaas blj<br />
Biogaas heitveest<br />
Biogaas sõnnikust<br />
10 000 000<br />
Biogaa, m3/a<br />
8 000 000<br />
6 000 000<br />
4 000 000<br />
2 000 000<br />
0<br />
Harju Hiiu Ida-<br />
Viru<br />
Jõgeva Järva<br />
Lääne Lääne-<br />
Viru<br />
Põlva Pärnu Rapla Saare Tartu Valga Vil<strong>ja</strong>ndi Võru<br />
Maakond<br />
Joonis 0.1. Sõnnikust, reovee mudast <strong>ja</strong> biolagunevatest jäätmetest saadavad biogaasi<br />
hulgad<br />
66
Tabel 0.1. Sõnnikust, reovee mudast <strong>ja</strong> biolagunevatest jäätmetest saadava biogaasi hulk<br />
Nr<br />
Maakond<br />
Sõnnik<br />
kokku<br />
Biogaas<br />
sõnnikust<br />
Reovee<br />
muda<br />
Biogaas<br />
heitveest<br />
Blj<br />
Biogaas blj<br />
Biogaas<br />
kokku<br />
t/a m 3 /a t/a m 3 /a t/a m 3 /a m 3 /a<br />
1 Harju 160 433 9 102 797 62 459 129 4 804 548 25 942 1 303 610 15 210 955<br />
2 Hiiu 26 789 997 758 0 0 379 19 763 1 017 521<br />
3 Ida-Viru 39 481 1 461 629 24 451 117 1 880 855 854 60 769 3 403 253<br />
4 Jõgeva 193 051 6 668 990 0 0 18 469 957 229 7 626 219<br />
5 Järva 206 417 7 479 121 1 227 000 94 385 474 42 534 7 616 039<br />
6 Lääne 72 722 2 605 394 0 0 724 54 075 2 659 469<br />
7 Lääne-Viru 282 362 9 350 871 2 356 000 181 231 46 293 4 809 346 14 341 448<br />
8 Põlva 133 810 4 469 342 0 0 703 39 136 4 508 478<br />
9 Pärnu 153 521 5 761 724 5 713 000 439 462 4 034 250 594 6 451 779<br />
10 Rapla 148 711 5 186 281 0 0 0 0 5 186 281<br />
11 Saare 144 598 5 165 871 1 938 364 149 105 12 962 476 054 5 791 030<br />
12 Tartu 132 697 4 622 185 9 930 630 763 895 4 545 633 261 6 019 341<br />
13 Valga 68 373 2 564 945 979 114 75 316 961 66 756 2 707 017<br />
14 Vil<strong>ja</strong>ndi 288 447 8 833 695 0 0 435 26 550 8 860 245<br />
15 Võru 83 406 2 994 057 1 370 480 105 422 50 705 1 687 667 4 787 145<br />
Kokku 2 134 818 77 264 659 110 424 834 8 494 218 167 480 10 427 343 96 186 220<br />
Märkus: Blj – biolagunevad jäätmed<br />
Tabel 0.2. Sõnnikust, reovee mudast <strong>ja</strong> biolagunevatest jäätmetest saadav energia<br />
Maakond<br />
Elektri<br />
toodang<br />
sõnnikust<br />
Soojuse<br />
toodang<br />
sõnnikust<br />
Elektri<br />
toodang<br />
reovee<br />
mudast<br />
Soojuse<br />
toodang<br />
reovee<br />
mudast<br />
Elektri<br />
toodang<br />
blj<br />
Soojuse<br />
toodang<br />
blj<br />
Elektri<br />
toodang<br />
kokku<br />
Soojuse<br />
toodang<br />
kokku<br />
Mootorite<br />
elektriline<br />
võimsus<br />
kokku<br />
Mootorite<br />
soojuslik<br />
võimsus<br />
kokku<br />
MWh e l MWh th MWh el MWh th MWh el MWh th MWh el MWh th MW el MW th<br />
Harju 22 338 23 048 11 790 12 165 3 199 3 301 37 328 38 514 4,67 4,81<br />
Hiiu 2 448 2 526 0 0 48 50 2 497 2 576 0,31 0,32<br />
Ida-Viru 3 587 3 701 4 616 4 762 149 154 8 352 8 617 1,04 1,08<br />
Jõgeva 16 366 16 886 0 0 2 349 2 424 18 715 19 310 2,34 2,41<br />
Järva 18 354 18 937 232 239 104 108 18 690 19 284 2,34 2,41<br />
Lääne 6 394 6 597 0 0 133 137 6 526 6 734 0,82 0,84<br />
Lääne-Viru 22 947 23 676 445 459 11 802 12 177 35 194 36 313 4,40 4,54<br />
Põlva 10 968 11 316 0 0 96 99 11 064 11 415 1,38 1,43<br />
Pärnu 14 139 14 589 1 078 1 113 615 635 15 833 16 336 1,98 2,04<br />
Rapla 12 727 13 132 0 0 0 0 12 727 13 132 1,59 1,64<br />
Saare 12 677 13 080 366 378 1 168 1 205 14 211 14 663 1,78 1,83<br />
Tartu 11 343 11 703 1 875 1 934 1 554 1 603 14 771 15 241 1,85 1,91<br />
Valga 6 294 6 494 185 191 164 169 6 643 6 854 0,83 0,86<br />
Vil<strong>ja</strong>ndi 21 678 22 367 0 0 65 67 21 743 22 434 2,72 2,80<br />
Võru 7 347 7 581 259 267 4 142 4 273 11 748 12 121 1,47 1,52<br />
Kokku 189 607 195 634 20 845 21 507 25 589 26 402 236 041 243 544 29,5 30,4<br />
Harju maakonna biogaasi teoreetilise potentsiaali hinnang (veisesõnniku alusel)<br />
Käesoleva töö autorite varasemate uuringute alusel hinnatakse siinkohal Harju maakonna<br />
loomakasvatuses tekkiva sõnniku kääritamisest saadava biogaasi teoreetilist ressurssi (mitte<br />
tehnilis-ma<strong>ja</strong>nduslikult põhjendatud ressurssi) suuremate farmide baasil.<br />
Harju maakonna üle 100 pealiste loomafarmide (14 tk) sõnnikukogus oli 2006. aastal ~80 tuh<br />
tonni (EMÜ saadud andmetel oli kogu sõnnikuhulk 82 247 t 2006. a). Sellest saadav<br />
biogaasihulk ~3 mln m 3 <strong>ja</strong> Soojuse <strong>ja</strong> elektri koostootmise <strong>ja</strong>amades (lüh SEKides) muundatav<br />
elektrihulk 7,3 GWh e <strong>ja</strong> soojushulk 7,5 MWh th . Nagu näha, on erinevate uuringutes määratud<br />
67
sõnnikukogused üsna lähedased <strong>ja</strong> neid võib lugeda üle 100 pealistest lautadest saadava<br />
sõnniku tehniliseks potentsiaaliks. Kui võtta arvesse kõikide loomade <strong>ja</strong> lindude sõnnik (k.a<br />
Tallegg), mida saaks Harjumaalt suurematest farmidest koguda <strong>ja</strong> kääritada, siis võiks ra<strong>ja</strong>da<br />
kuni kolm ~1 MW e võimsusega biogaasil töötavat soojuse <strong>ja</strong> elektri koostootmis<strong>ja</strong>ama.<br />
Millised sõnnikukogused aga suunatakse kääritamisele <strong>ja</strong> kuhu ra<strong>ja</strong>da konkreetsed<br />
biogaasi<strong>ja</strong>amad, sõltub edasistest teostatavuse arvutustest kui selleks on arenda<strong>ja</strong>d soovi<br />
avaldanud. Kuna tasuvuse oluline määra<strong>ja</strong> on sõnnikutranspordi kaugus, siis 1 MW e<br />
võimsusega biogaasil töötava SEKi ra<strong>ja</strong>mine võiks otstarbekas 4 400 keskmise veise<br />
olemasolu 15 – 20 km raadiuses biogaasi<strong>ja</strong>amast. Tegelikult sellist veiste kontsentratsiooni<br />
Harjumaal ei esine. Harjumaa soodsaim sõnnikul töötava biogaasi<strong>ja</strong>ama ra<strong>ja</strong>mise asukoht on<br />
Jõelähtme vallas, kus asub suur linnufarm <strong>ja</strong> mõned loomafarmid, samuti on saadaval Tallinna<br />
toiduainetööstusest <strong>ja</strong> toitlusasutustest kogutavad biolagunevad jäätmed ning Lool <strong>ja</strong><br />
Kostiveres töötavad kaugküttesüsteemid (olemasolevad soojuse tarbi<strong>ja</strong>d).<br />
Biogaasi<strong>ja</strong>amas (lüh BGJ) saab sõnnikule lisada ka sileeritud rohtset biomassi <strong>ja</strong> sellega seoses<br />
ra<strong>ja</strong>da suurem BGJ kui see ainult sõnniku baasil võimalik oleks, kuid sellise variandi tehnilise<br />
<strong>ja</strong> ma<strong>ja</strong>ndusliku potentsiaali leidmiseks on va<strong>ja</strong> palju suuremat hulka lähteandmeid, kui<br />
käesoleva töö raames oli võimalik kasutada.<br />
Ülevaade biogaasi tootmise tehnoloogiatest <strong>ja</strong> seadmestikust Eestis <strong>ja</strong> Euroopas<br />
Euroopas on biogaasi tootmine anaeroobse käärituse teel laialt levinud. Peab tõdema, et ei ole<br />
olemas ühtset skeemi (seadmestikku) biogaasi tootmiseks ning iga <strong>ja</strong>ama konfiguratsioon<br />
sõltub konkreetsest olukorrast (tooraine olemasolu <strong>ja</strong> koostis, asukoht jne). Samuti on<br />
erinevate <strong>ja</strong>amade käitamiskogemused näidanud, et vaatamata sellele, et protsess on<br />
automatiseeritud, sõltub väga palju operaatorist, kes automaatikat juhib <strong>ja</strong> seadistab, st iga<br />
süsteem tuleb eraldi häälestada, et saada maksimaalne biogaasi toodang. Samuti on äärmiselt<br />
olulised kääritatavas massis (üks lähteallikas või erinevate segu) toimuvad mikrobioloogilised<br />
protsessid <strong>ja</strong> nende juhtimine (mineraallisandid, toitained, ensüümid).<br />
Biomassi <strong>ja</strong> orgaaniliste jäätmete anaeroobne käitlemine (biogaasistamine) tänapäeva Eestis ei<br />
ole veel laialt levinud, kuid siiski leidub üksikuid kohti, kus toimub biogaasi tootmine –<br />
Pal<strong>ja</strong>ssaares AS Tallinna Vesi reoveepuhastus<strong>ja</strong>amas <strong>ja</strong> farmibiogaasi<strong>ja</strong>amas Val<strong>ja</strong>la vallas<br />
Jööri külas. Pal<strong>ja</strong>saares käivitab biogaasil töötav sisepõlemismootor kompressorit, mis<br />
omakorda varustab aeratsioonitanke õhuga (biogaasi kasutatakse ka oma hoonestiku kütmise<br />
va<strong>ja</strong>dusteks toimivas katlama<strong>ja</strong>s) <strong>ja</strong> Jööril on võimalik biogaasi baasil käitada soojuse <strong>ja</strong><br />
elektri koostootmisseadet. Kõigis Eestis biogaasi<strong>ja</strong>amades kasutatakse vedel(märg-)<br />
kääritamises tehnoloogiat.<br />
Samuti toimub praeguseks juba suletud Pääsküla prügilas prügilagaasi kogumine,<br />
komprimeerimine <strong>ja</strong> selle suunamine kahte soojuse <strong>ja</strong> elektri koostootmis<strong>ja</strong>ama (SEK).<br />
Prügilagaasi kasutatakse seega soojuse <strong>ja</strong> elektri koostootmiseks aga ka ASle Tallinna Küte<br />
kuuluvas katlama<strong>ja</strong>s soojuse tootmiseks.<br />
Parimad tehnoloogilised lahendused biogaasi tootmiseks <strong>ja</strong> selle muundamiseks<br />
energiaks Eestis<br />
Biogaasi<strong>ja</strong>amades (BGJ) toodetavat või prügilatest kogutavat biogaasi (prügilagaasi) on<br />
võimalik kasutada kas otse (eemaldatakse kondensaat) või puhastatuna (eemaldatakse CO 2 <strong>ja</strong><br />
kahjulikud komponendid nt H 2 S) nii energeetilise kütusena (k.a koduma<strong>ja</strong>pidamine),<br />
mootorikütusena kui ka lähteainena biovesiniku saamiseks <strong>ja</strong> keemiatööstuses. Kasutamise<br />
rakendamiskoha <strong>ja</strong> hulga määravad tehnilis-ma<strong>ja</strong>nduslikud arvutused, turu nõudlus <strong>ja</strong> riiklikud<br />
toetusskeemid. Järgnevalt esitatakse biogaasi kasutamise levinumaid (ka potentsiaalseid)<br />
valdkondi maailmas:<br />
• Biogaas koduma<strong>ja</strong>pidamise kütusena (toidu valmistamiseks).<br />
• Soojuse <strong>ja</strong> elektri (koos)tootmine.<br />
68
See kasutusviis on kõige enam levinum <strong>ja</strong> valdavalt tulutoovaim, kuna nn rohelisele elektrile<br />
rakendatakse kõrgendatud ostutariife <strong>ja</strong>/või muid riikliku <strong>ja</strong> kohaliku toetuse instrumente.<br />
Farmibiogaasi<strong>ja</strong>amade ra<strong>ja</strong>mine <strong>ja</strong> toodetava biogaasi laialdane kasutamine energia tootmiseks<br />
Eestis va<strong>ja</strong>ks senisest arvukamate toetusskeemide käivitamist <strong>ja</strong> suuremate rahasummade<br />
eraldamist.<br />
• Jahutus- <strong>ja</strong> kuumutusprotsesside käivitamine (adsorptsioon<strong>ja</strong>hutusseadme <strong>ja</strong><br />
adsorptsioonsoojuspumba abil).<br />
• Mootorikütus.<br />
Biogaasi on võimalik kasutada mootorikütusena nn gaasiautodes või tavaautodes, siiski on<br />
biogaasi laialdane kasutamine mootorikütusena veel uurimis- <strong>ja</strong> arengustaadiumis, kuid<br />
mitmetes riikides ka aastaid kasutusel. Biogaasi on va<strong>ja</strong> eelnevalt puhastada.<br />
• Biogaasi veeldamine (vedelgaas balloonides).<br />
Biogaasi saab veeldada <strong>ja</strong> transportida seda pikemate vahemaade taha. Veeldatud gaasi<br />
kasutamine oleks eelkõige otstarbekas ka gaasipliitide või autode kütusena.<br />
• Kütuselemendi (fuel cell) kütus.<br />
• (Bio)vesiniku tootmine.<br />
• Juhtimine maagaasivõrku.<br />
Selleks, et juhtida biogaasi maagaasivõrku, peab esimese kvaliteet vastama viimase<br />
kvaliteedile, mistõttu on va<strong>ja</strong> korraldada eelnev biogaasi puhastamine. Eestis on selle<br />
võimaluse rakendamist ka varem kaalutud, kuid AS Eesti Gaas ei ole seni huvi ilmutanud.<br />
• Põlluma<strong>ja</strong>ndusliku tooraine kääritusjäägi kasutamine väetiseks või kütusena.<br />
Põlluma<strong>ja</strong>ndusliku (loomasõnnik, rohtne biomass, muud biolagunevad taimed, rasvad jne)<br />
kääritusjäägi kasutamine põldude väetamiseks on Euroopas laialt levinud. Kääritusjäägist<br />
endast lämmastik- või fosforväetiste tootmine on põhimõtteliselt võimalik, kuid selle<br />
otstarbekuse määrab ära ettevõtmise ma<strong>ja</strong>nduslikkus. Kuivatatud <strong>ja</strong> granuleeritud jääkmuda<br />
sobib kasutamiseks ka katlakütusena (soovitav lisakütusena tahketele fossiilkütustele või<br />
biokütustele).<br />
Eestile sobivaimateks lahendusteks biogaasi<strong>ja</strong>amade ra<strong>ja</strong>misel lähitulevikus võiks soovitada<br />
sõnniku märgkääritamist (rohtse biomassi silo või <strong>ja</strong>hu lisandiga) <strong>ja</strong> rohtse biomassi<br />
kuivkääritamist. Kääritusjääk kasutada põlluma<strong>ja</strong>nduses väetisena. Reoveemudad <strong>ja</strong> setted<br />
tuleks eraldi BGJdes käidelda. Suurematesse prügilatesse ra<strong>ja</strong>da gaasikogumise torustikud<br />
<strong>ja</strong> lähikonda seadmestik soojuse <strong>ja</strong> elektri koostootmiseks.<br />
Järgneval joonisel (vt Joonis 0.2) esitatakse nii töötavate kui kavandatavate BGJ asukohti<br />
Eesti kaardil.<br />
69
Joonis 0.2. Eestis töötavad <strong>ja</strong> kavandatavad biogaasi (prügilagaasi) <strong>ja</strong>amad<br />
Soovitused tehnoloogiate valikuks tulevastele investoritele koos konkreetsete viidetega<br />
Euroopa tuntumatele projekteerimisfirmadele, seadmete toot<strong>ja</strong>tele <strong>ja</strong> tehnoloogia<br />
tarni<strong>ja</strong>tele<br />
Reovee mudade, sõnniku <strong>ja</strong> bioloogiliselt lagunevate tööstusjääkide anaeroobseks<br />
töötlemiseks <strong>ja</strong> biogaasi tootmiseks sobib valdavalt kasutada märgmeetodit, mõnede<br />
bioloogiliselt lagunevate jäätmete (põlluma<strong>ja</strong>ndusest) <strong>ja</strong> rohtse biomassi anaeroobseks<br />
töötlemiseks võiks kasutada ka kuivmeetodit. Igal juhul tuleb enne biogaasi<strong>ja</strong>ama kavandamist<br />
selgeks teha saada olevate toormater<strong>ja</strong>lide kogused <strong>ja</strong> iseloom, teha kasutatava massi <strong>ja</strong> nende<br />
segude käärituskatsed <strong>ja</strong> selle alusel otsustada lõplikult, millist tehnoloogiat (sageli lisaaineid)<br />
<strong>ja</strong> seadmeid oleks sobiv kasutada. Eestis seni head kogemused BGJde ra<strong>ja</strong>miseks puuduvad,<br />
mistõttu tuleb abi <strong>ja</strong> teabe saamiseks pöörduda välisfirmade poole, kuid seejuures tuleks<br />
kindlasti ka kodumaiseid as<strong>ja</strong>tund<strong>ja</strong>id kaasata, et oleks saadud parim võimalik tulemus.<br />
Tuntumad firmad, kellelt võiks võtta pakkumisi biogaasi<strong>ja</strong>amade ra<strong>ja</strong>miseks asuvad<br />
Saksamaal, Austrias, Hollandis <strong>ja</strong> Taanis (Taanis ei ole küll viimastel aastatel ühtki uut BGJ<br />
ehitatud). Mõnede tuntumate firmade andmed, kellele võiks esitada BGJ ra<strong>ja</strong>miseks<br />
pakkumisi: Novatech GmbH, Schmack Biogas AG, BIOFerm GmbH, Kompogas AG,<br />
COWATEC, Haase Energietechnik AG, HoSt B.V.<br />
Biogaasi<strong>ja</strong>amu koos biogaasil töötavate soojuse <strong>ja</strong> elektri koostootmisseadmetega on reeglina<br />
otstarbekas ra<strong>ja</strong>da kohtadesse, kus on piisava võimsusega energia tarbi<strong>ja</strong>d (eelkõige<br />
soojustarbi<strong>ja</strong>d nagu kaugküttevõrk, aiand, kuivatid jms).<br />
Mootorikütust tootvaid biogaasi<strong>ja</strong>amu võib ra<strong>ja</strong>da ka suuremate tooraineallikate juurde<br />
(prügila, jäätme<strong>ja</strong>am, reoveepuhastus<strong>ja</strong>am, suurem loomafarm jms).<br />
Kasutamata maadel energiakultuuride kasvatamisega <strong>ja</strong> sellest valmistatavast silost biogaasi<br />
produtseerimise propageerimisega tuleks olla ettevaatlik. See võib viia põlluma<strong>ja</strong>ndusliku<br />
tootmise tasakaalust väl<strong>ja</strong> (Saksamaa näide) <strong>ja</strong> põhjustada ka üldist hinnatõusu.<br />
Erinevate tehnoloogiate ma<strong>ja</strong>ndusliku tasuvuse ligikaudsed hinnangud<br />
70
Aruande autorite poolt tehtud mõnede BGJ tasuvusarvutuse põh<strong>ja</strong>l võib väita, et Eestis 2007.<br />
aasta energia hindade <strong>ja</strong> riiklike toetusskeemide juures oleks tasuv ehitada suuremate prügilate<br />
juurde prügilagaasil <strong>ja</strong> suuremate reoveepuhastite juurde mudast saadaval biogaasil töötavaid<br />
SEK, kui on võimalik kasutada saadavat energiat (soojust, elektrit) kogu ulatuses (elektrivõrk,<br />
kaugküttevõrk, tootmisprotsessid jms).<br />
Põlluma<strong>ja</strong>nduslikul toormel töötavate komplekssete biogaasi<strong>ja</strong>amade (BGJ+SEK+ jäägi<br />
väärindamine) ehitusmaksumus jääb keskmiselt piiresse 30 – 60 mln krooni, kui <strong>ja</strong>amade<br />
elektriline võimsus on piirides 0,5 – 1,0 MW. Hind sõltub ka kasutatavast tehnoloogiast <strong>ja</strong><br />
<strong>ja</strong>ama komplekssusest (nt kas on olemas pastörisaatorid jne). Prügilagaasi kogumissüsteemi <strong>ja</strong><br />
sellel töötava SEKi ra<strong>ja</strong>mine tuleb hinnalt odavam <strong>ja</strong> jääb piiresse 15-25 mln krooni olenevalt<br />
samuti prügila suurusest, gaasi tarbi<strong>ja</strong> kaugusest <strong>ja</strong> SEKi võimsusest. Märgkääritamise<br />
tehnoloogial töötavate BGJde lihttasuvuseks hinnatakse 6-9 aastat sõltuvana <strong>ja</strong>ama<br />
komplekssuse astmest, seadmestiku tarni<strong>ja</strong>st <strong>ja</strong> soojuse müügi võimalustest. 15-20%lise<br />
investeeringu toetusega oleks võimalik tasuvust parandada 1,5-2 aasta võrra. Kui on soov<br />
biogaasist mootorikütust toota, siis tuleb arvestada BGJ kahekordse hinnaga (ilma SEKita),<br />
sest lisanduvad gaasipuhastusmoodul <strong>ja</strong> komprimeerimis<strong>ja</strong>am.<br />
Põlluma<strong>ja</strong>ndusest saadavast sõnnikust tasub samuti energiat toota, kui metaani osa saadavas<br />
biogaasis on üle 55% (sageli tuleb see kindlustada rasvade või nt maisi<strong>ja</strong>hu lisamisega) <strong>ja</strong><br />
eeldusel et kogu energia saab müüa või kohapeal efektiivselt kasutada (nt BGJ tütarettevõte,<br />
kus kasutatakse saadavat energiat tootmisprotsessis). Tasuvusse tuleks kaudselt arvestada ka<br />
keskkonnahoiust <strong>ja</strong> piirkonna sotsiaalse kliima paranemisest saadav kasu.<br />
Rohtset biomassi põhitoorainena kasutava BGJ kohta seni Eestis põh<strong>ja</strong>likumaid<br />
tasuvusuuringuid teadupärast ei ole, sest puuduvad va<strong>ja</strong>likud lähteandmed, konkreetsed<br />
arenda<strong>ja</strong>d <strong>ja</strong> valitud asukohad. Igal juhul peaks 10 km raadiuses ra<strong>ja</strong>tava rohtsel biomassil<br />
töötava BGJ <strong>ja</strong> komplektis töötava SEKi elektriline võimsus olema vähemalt 500 kW e <strong>ja</strong> Eesti<br />
põldude saagikust arvestades vähemalt 400 – 500 hektarit põldu. Nende BGJ ra<strong>ja</strong>mise<br />
põhjendatus (tasuvus) sõltub väga palju ka vil<strong>ja</strong> <strong>ja</strong> loomasööda hindadest maailmaturul. 2007.<br />
aasta hindade <strong>ja</strong> riiklike toetusskeemide juures ei ole rohtset biomassi kasutavate BGJ<br />
ra<strong>ja</strong>mine tõenäoliselt põhjendatud.<br />
BGJ võimsuse kasvades investeerimiskulud installeeritava võimsusühiku kohta langevad.<br />
Väikeste seadmete korral (alla 100 kW el ) sõnniku <strong>ja</strong> rohtse biomassi kasutamisel on<br />
investeerimismaksumused Euroopa kogemusest lähtuvalt 47 000 – 78 000 krooni installeeritud<br />
kW el kohta (vt Joonis 0.3).<br />
71
Investeeringumaksumus, EUR/kWel<br />
Joonis 0.3. Biogaasi<strong>ja</strong>ama maksumuse sõltuvus võimsusest<br />
Tänapäeval pakuvad paljud Euroopa ettevõtted (vt Soovitused tehnoloogiate valikuks…, lk 70)<br />
biogaasi<strong>ja</strong>amu patenteeritud tehnoloogiaga. Kuna Eestis praktiliselt puuduvad biogaasi<strong>ja</strong>amu<br />
ra<strong>ja</strong>vad firmad, siis on kõige lihtsamaks lahenduseks teha järelpärimised vastavatest Euroopa<br />
firmadest, kes ehitavad <strong>ja</strong>amu „võtmed kätte“ põhimõttel. Nendelt saab teada <strong>ja</strong>ama<br />
maksumuse vastavalt toodangu mahule <strong>ja</strong> kasutatavatele lähteallikatele. Kui esialgse<br />
pakkumiskonkursi tulemusena saab <strong>ja</strong>ama maksumuse <strong>ja</strong> käidukulud teada, siis saab teostada<br />
lähtuvalt kohalikest oludest täpsema tasuvushinnangu, mille koostamiseks on soovitav kaasata<br />
eriala spetsialiste Eestist. Biogaasi kasutamisel soojuse- <strong>ja</strong> elektri koostootmiseks ei ole<br />
tingimata va<strong>ja</strong> SEK <strong>ja</strong>ama osta sisse väl<strong>ja</strong>st, kuna selles valdkonnas on Eestis piisav<br />
konkurents <strong>ja</strong> oskusteave olemas ning samuti tagab kohapealne ettevõtte operatiivsema<br />
hoolduse.<br />
Biogaasi<strong>ja</strong>ama (BGJ) ma<strong>ja</strong>ndusliku tasuvuse arvutuse algoritm<br />
Ma<strong>ja</strong>ndusliku tasuvuse algoritmina on siinkohal käsitletud eeskir<strong>ja</strong>de kogumit või<br />
arvutuseeskir<strong>ja</strong> teatud liiki ülesande lahendamiseks. Biogaasi<strong>ja</strong>ama ma<strong>ja</strong>ndusliku tasuvuse<br />
arvutuseeskiri esitatakse alljärgneva plokkskeemi kujul.<br />
Toodud arvutusskeemil on esitatud etapid, mis tuleb läbida enne biogaasi<strong>ja</strong>ama ra<strong>ja</strong>mise<br />
otsuse langetamist. Täpsemad arvutusmudelid sõltuvad pakutavatest tehnoloogiatest <strong>ja</strong><br />
seadmestikust, mis enamikus on patenteeritud. Seega vastavad firmad, kes patente omavad,<br />
teevad ise va<strong>ja</strong>likud tehnilis-ma<strong>ja</strong>nduslikud arvutused, kui telli<strong>ja</strong> esitab nende poolt nõutavad<br />
lähteandmed. Eraldi failis (Biogaasi<strong>ja</strong>ama_lahteandmete_ankeet.pdf) on esitatud ankeet, mille<br />
on koostanud üks Saksa firma biogaasi<strong>ja</strong>ama tehnilis-ma<strong>ja</strong>ndusliku arvutuse tegemiseks<br />
konkreetse tehnoloogia korral. Iga firma kasutab oma konkreetseid lähteandmete tabeleid <strong>ja</strong><br />
arvutusmudeleid (üldjuhul MS Excelis).<br />
72
Kääritatavad lähteained - liigid, kogused <strong>ja</strong> kuivainesisaldused<br />
Arvutused kääritussüsteemi kohta lähtuvalt tehnoloogiast - käärituse kestus,<br />
mahutite suurused, gaasitoodang, kääritusjäägi kogused<br />
Biogaasi<strong>ja</strong>ama logistilise skeemi koostamine<br />
Lähtuvalt gaasikogusest leitakse<br />
va<strong>ja</strong>likud seadmed gaasi<br />
kasutamiseks <strong>ja</strong> saadav toodang, nt<br />
SEK <strong>ja</strong>ama korral soojus- <strong>ja</strong><br />
elektrivõimsus ning vastavad<br />
toodangud<br />
Kääritusjäägi kasutusvõimaluste<br />
tehnilis-ma<strong>ja</strong>nduslik analüüs<br />
lähtuvalt koostisest <strong>ja</strong> logistikast<br />
Projekti tehnilis-ma<strong>ja</strong>nduslik<br />
tasuvusarvutus lähtuvalt toodangu<br />
realiseerimise võimalustest <strong>ja</strong><br />
logistikast<br />
Hinnang projekti ma<strong>ja</strong>nduslikule tasuvusele lähtuvalt biogaasi <strong>ja</strong> kääritusjäägi<br />
kasutuse aspektidest ning eeldatavatest riskidest<br />
Positiivne<br />
Negatiivne<br />
Pakkumiskonskursside läbiviimine<br />
projekteerimiseks <strong>ja</strong> ehitamiseks või ka<br />
projekteerimiseks <strong>ja</strong> ehitamiseks ühe ettevõtte<br />
poolt, kes omab patenteeritud tehnoloogiat<br />
Projektist loobumine<br />
Joonis 0.4. Biogaasi<strong>ja</strong>ama ma<strong>ja</strong>ndusliku tasuvuse arvutuseeskiri (algoritm)<br />
Soovitav oleks enne biogaasi<strong>ja</strong>ama ra<strong>ja</strong>mise otsuse langetamist hinnata ka kaasnevaid efekte<br />
piirkonnale: töökohtade säilitamine või loomine, kohaliku väikeettevõtluse arendamine,<br />
kaugküttesüsteemi säilitamine (biogaasil toodetav <strong>ja</strong> tarbi<strong>ja</strong>tele müüdav soojus on üldjuhul<br />
madalama hinnaga kui muid kütuseid kasutades), pakub võimaluse arendada soojust<br />
kasutatavat tööstust (kuivatid, adsorber<strong>ja</strong>hutid, kasvuma<strong>ja</strong>d jm). Väheoluline pole ka<br />
ümbruskonna keskkonnaseisundi paranemine (välditakse lõhnasaastet toorsõnniku laotamisel<br />
põldudele, eriti sealäga puhul, põh<strong>ja</strong>vee reostumist sõnnikuhunnikute leostusveest jms) <strong>ja</strong><br />
kontrollimatult kääriva sõnniku metaaniheite vältimine. Biogaasi<strong>ja</strong>amas tekkiv kääritusjääk on<br />
efektiivsem <strong>ja</strong> keskkonnasõbralikum põlluväetis kui toorsõnnik.<br />
Biogaasi<strong>ja</strong>ama ra<strong>ja</strong>misega kaasnevad mitmed riskid, milledest olulisematele on soovitav<br />
konkreetse tasuvusarvutuse juures teha tundlikkuse analüüs:<br />
• Investeeringu maksumus<br />
• Tooraine maksumus <strong>ja</strong> saadavus<br />
73
• Biogaasi toodang (sõnniku puhul see kõigub <strong>ja</strong> BGJ va<strong>ja</strong>b lisaks lähteaineid, nt rasvad,<br />
maisi<strong>ja</strong>hu jms)<br />
• Võimalik CO 2 müügist saadav tulu<br />
• Tööjõukulu<br />
• Intressimäär<br />
Lisaks eelpooltoodule on otstarbekas teha projektile ka SWOT analüüs.<br />
Ettepanekud riiklike regulatsioonide kehtestamiseks valdkonnas<br />
Põlluma<strong>ja</strong>nduslikul toormel ra<strong>ja</strong>tavate komplekssete biogaasi<strong>ja</strong>amade (BGJ+SEK+jäägi<br />
vääristamine) ra<strong>ja</strong>mist peaks toetama vähemalt 20% ulatuses investeeringu maksumusest<br />
(toetuse aluseks saab olla põhjendatud teostatavuse uuring <strong>ja</strong> usaldusväärne äriplaan). Samas<br />
peaks olema jätkuvalt saada vähemalt 50%list toetust teostatavuse uuringu <strong>ja</strong> äriplaani (s.h<br />
keskkonnamõjude hinnang) koostamiseks.<br />
Reguleerida biolagunevate jäätmete <strong>ja</strong> –jääkide kogumissüsteem selliseks, et jäätmetekita<strong>ja</strong>l<br />
oleks huvi see BGJ saata. Näiteks eraisikutelt ei võeta sel juhul jäätmetasu <strong>ja</strong><br />
põlluma<strong>ja</strong>ndustoot<strong>ja</strong> maksab ainult oma jäätmete transpordi kulud tekkekohast BGJni <strong>ja</strong> saab<br />
soovi korral tagasi ekvivalentse koguse kääritusjääki (vorm kokkuleppel). Tööstusettevõtted ei<br />
maksa prügila nn väravatasu. Eelkõige tuleb käima saada toimiv selektiivne jäätmekogumise<br />
süsteem riigis.<br />
Kokkuvõte<br />
Eespool toodud biogaasi teoreetilise ressursi hinnangud on indikatiivse iseloomuga <strong>ja</strong><br />
valdavalt arvutatud kir<strong>ja</strong>ndusallikates toodud koefitsientide alusel. Teisalt on tulemused<br />
esitatud vaid maakondade ulatuses. Iga biogaasi<strong>ja</strong>ama ehitamise eel tuleb igal juhul teha<br />
teostatavusanalüüs (milles arvestatakse tooraine saadavust (logistika) <strong>ja</strong> hinda, tehnilisma<strong>ja</strong>nduslikke,<br />
keskkonnakaitselisi, sotsiaalseid aspekte <strong>ja</strong> riskidest põhjustatud lõpptoodete<br />
hinnatundlikkust) <strong>ja</strong> äriplaan, arvestades ka olemasolevate riiklike toetusskeemidega. Alles<br />
nende tulemuste alusel saab otsustada, kuhu <strong>ja</strong> millise võimsusega biogaasil töötavat soojuse<br />
<strong>ja</strong> elektri koostootmis<strong>ja</strong>ama on võimalik ehitada. Seetõttu ei ole siin töös analüüsitud biogaasi<br />
tootmise võimalusi üksikettevõtete baasil, sest pole teada, kes, millal, kuhu <strong>ja</strong> millises<br />
tootmismahus soovib biogaasi<strong>ja</strong>amu ra<strong>ja</strong>da.<br />
Sõnnikust, reovee mudast, biolagunevatest jäätmetest <strong>ja</strong> suuremate prügilate baasil kokku<br />
oleks Eestis võimalik hinnanguliselt saada 336 GWh elektrit <strong>ja</strong> 354 GWh soojust aastas.<br />
Kasutamata maadelt rohtse biomassi kääritamine biogaasiks võimaldaks potentsiaalselt saada<br />
energiat kokku 1,4 TWh sh soojust 710 GWh <strong>ja</strong> elektrit 688 GWh.<br />
Tabelites (vt Tabel 0.1 <strong>ja</strong> Tabel 0.2) <strong>ja</strong> joonisel (vt Joonis 0.1) esitatakse sõnnikust, reovee<br />
mudast <strong>ja</strong> biolagunevatest jäätmetest saadava biogaasi hulk, genereeritav energia (soojus,<br />
elekter) <strong>ja</strong> SEKi mootorite koguvõimsus maakondade kaupa <strong>ja</strong> Eestis kokku.<br />
Eestis saada oleva biogaasi tehnilis-ma<strong>ja</strong>nduslikult põhjendatud ressurssi on äärmiselt raske <strong>ja</strong><br />
suhteliselt tulutu hinnata. Loomulikult ei ole võimalik iga looma sõnnikut <strong>ja</strong> iga<br />
reoveepuhastus<strong>ja</strong>ama muda mingis biogaasi<strong>ja</strong>amas kääritada ning iga prügimäe orgaanilist<br />
ainet <strong>ja</strong> olmes tekkivat biolagunevate jäätmete tonni biogaasiks muundada. Sellest tulenevalt<br />
ei peegelda teoreetiline ressurss reaalsust. Tehnilis-ma<strong>ja</strong>nduslikult põhjendatud biogaasi<br />
ressursi hindamine on siiski objektipõhine tegevus <strong>ja</strong> saab lähtuda <strong>ja</strong>amade arenda<strong>ja</strong>te tahtest<br />
<strong>ja</strong> lähtuvalt konkreetsest kohalikust situatsioonist (tooraineressursi piisav kontsentreeritus,<br />
soojuse tarbi<strong>ja</strong>(te) olemasolu, tehnilise infrastruktuuri olemasolu <strong>ja</strong> läbilaskvus,<br />
kvalifitseeritud tööjõu olemasolu jms). Seega ei ole mõtet hakata hindama biogaasi tehnilist<br />
ressurssi, kui pole teada, kes <strong>ja</strong> kus täpselt seda kasutama hakkab <strong>ja</strong> kas kasutamine mingis<br />
konkreetses kohas üldse tehnilis-ma<strong>ja</strong>nduslikult põhjendatuks osutub.<br />
74
Seetõttu esitatakse muudeski riikides üldjuhul andmeid biogaasi teoreetiliste ressursside kohta<br />
<strong>ja</strong> ainult erandkorras tehnilis-ma<strong>ja</strong>nduslikult põhjendatud ressursside kohta mõnedes<br />
piirkondades, kus põlluma<strong>ja</strong>ndus- <strong>ja</strong> loomakasvatustegevus on aastakümnete jooksul<br />
stabiilseks kujunenud (nt mõnel pool Saksamaal, Austrias).<br />
Transport-biokütuste tootmise potentsiaal: sobivad tehnoloogilised lahendused,<br />
võimsused, asukohad<br />
Töö teostamisel kasutati väga suures mahus varem läbi viidud uuringute mater<strong>ja</strong>le <strong>ja</strong><br />
vastavateemalisi raamatuid ning artikleid. Teiste hulgas ka mitmete EL programmide raames<br />
rahastatud projektide aruandeid. Näiteks tutvuti järgmiste EL projektide mater<strong>ja</strong>lidega:<br />
• BEST (Bioethanol for Sustainable Transport);<br />
• Biodiesel Chains;<br />
• BIOFUEL-CITIES;<br />
• Biofuel Marketplace;<br />
• BIO-NETT;<br />
• EPOBIO (Bioproducts from Non-food Crops) (<strong>ja</strong> BioMatNet);<br />
• EUBIONET (siin osales 2005 – 2006 aastatel ka TTÜ STI);<br />
• GAVE (Climate Neutral Gaseous and Liquid Energy Carriers);<br />
• NILE (New Improvements for Ligno-cellulosic Ethanol);<br />
• PREMIA;<br />
• Pro-Biodiesel;<br />
• REFUEL;<br />
• RENEW-FUEL;<br />
• SUGRE (Sustainable Green Fleets);<br />
• VIEWLS (Clear Views on Clean Fuels).<br />
Lisaks kasutati mitmete muude uuringute tulemusi, millest võib näitena esile tuua<br />
Rahvusvahelise Energiaagentuuri (IEA) bioenergiauuringute kompleksi (Tasks 29 – 42)<br />
aruandeid, samuti EUCAR, CONCAWE <strong>ja</strong> JRC/IES ühisuuringute tulemusi.<br />
Suuremal või vähemal määral leidsid eelnimetatud projektide raames avaldatud mater<strong>ja</strong>lid<br />
kasutamist vastavate alateemade aruannete ettevalmistamisel. Peaaegu kõiki mater<strong>ja</strong>le kasutati<br />
teatud määral biomassi kasutamise poliitika <strong>ja</strong> strateegia käsitluse koostamisel <strong>ja</strong> võimalike<br />
konkreetsete toetusmeetmete võrdleval analüüsimisel. Samas tuleb rõhutada, et tulenevalt<br />
mitmetest teguritest ei pidanud autorid otstarbekaks ühegi projekti tulemusi ulatuslikult Eesti<br />
oludesse üle kanda, peaaegu ainsaks erandiks oli poliitika <strong>ja</strong> meetmete valdkond, mille kohta<br />
järelduste tegemisel võeti arvesse paljude riikide kogemusi.<br />
EL 6. raamprogrammi raames finantseeritud projekti PREMIA, mis teostati perioodil juuni<br />
2004 kuni mai 2007, mater<strong>ja</strong>lidega tutvuti põh<strong>ja</strong>likult peamiselt veebis avaldatud aruannete <strong>ja</strong><br />
ettekannete põh<strong>ja</strong>l. PREMIA projekti peamiseks ülesandeks oli uurida alternatiivsete<br />
mootorikütuste toetusprogrammide efektiivsust eesmärgiga kindlustada nende kütuste turu<br />
tekkimist ELs. PREMIA raames teostatud uuringud keskendusid kahele mootorikütuste<br />
valdkonnale:<br />
• BIOFUELS – biokütused: biodiisel, bioalkohol, biogaas, biomass to liquids-tüüpi<br />
kütused;<br />
• HYDROGEN – vesinik mootorikütusena.<br />
Käesoleva töö temaatikat käsitleti eelnimetatud valdkondadest esimeses. Töös teostatud<br />
analüüsid hõlmasid peamiselt <strong>ja</strong> detailsemalt neid EL liikmesriike, kus biokütuseid transpordis<br />
on juba kasutusele võetud, nt Saksamaa, Rootsi, Prantsusmaa, ka Hispaania. Teiste riikide<br />
käsitlus jäi väga üldisele tasandile <strong>ja</strong> seejuures sisaldasid näiteks Eesti kohta esitatud andmed<br />
mitmeid vigu (nt diislikütuse <strong>ja</strong> bensiini kasutuskoguste vahekord, mootorikütuste tarbimine<br />
75
elaniku kohta jmt). Kahjuks sisaldasid projekti kohta avalikustatud mater<strong>ja</strong>lid vähesel määral<br />
olulisi andmeid viimase a<strong>ja</strong> tehnoloogilise arengu (kütuste tootmise iseärasused,<br />
transpordivahendite (mootorite) sobivus jne) kohta. Siiski leidsid PREMIA projekti üldisemad<br />
tulemused <strong>ja</strong> järeldused kasutamist alateema 4 läbitöötamisel, rohkemal määral aga võimalike<br />
toetusmeetmete <strong>ja</strong> üldisema poliitika käsitlemisel mitme alateema juures. Käesoleva töö<br />
aruandes viited projektile PREMIA puuduvad, kuna projekti kohta avaldatud mater<strong>ja</strong>lides<br />
praktiliselt puudus tööülesande seisukohalt oluline informatsioon.<br />
Transport-biokütuste kõrge tootmishind on seni jäänud kriitiliseks barjääriks nende laialdasel<br />
levikul. Biokütuste konkurentsivõime kasvab nafta <strong>ja</strong> teiste fossiilkütuste hinna tõustes. Seni<br />
sõltub biokütuse konkurentsivõime praegu temale tehtud soodustustest <strong>ja</strong> subsiidiumitest.<br />
Euroopa Liidus võeti 2003. aastal vastu biokütuste direktiiv, milles seatakse eesmärgiks<br />
saavutada transpordi tarbeks turul olevast diisli- <strong>ja</strong> bensiinikütustest bio- <strong>ja</strong> muude taastuvate<br />
kütuste indikatiivne osakaaluks 5,75 % aastaks 2010, arvutatuna kütuste energiasisalduse<br />
järgi. Liikmesriigi otsustada on, kas biokütus eksporditakse või toodetakse kohapeal. Direktiiv<br />
seadis liikmesriikidele soovitusliku, mitte kohustusliku eesmärgi.<br />
Tabel 0.1. Bensiini, kerge kütteõli <strong>ja</strong> diislikütuse tarbimine Eestis<br />
Tuhat tonni/aasta 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010<br />
Bensiin 287 290 308 283 279 276 273<br />
Diislikütus 418 447 480<br />
Kerge kütteõli 142 131 106<br />
613 632 651 670<br />
Allikas: ESA <strong>ja</strong> Ma<strong>ja</strong>ndus- <strong>ja</strong> kommunikatsiooniministeerium<br />
EL direktiivile 2003/30/EÜ tuginedes peab Eestis aastal 2010 kasutatav biokütuste kogus<br />
seega asendama 54 tuhat tonni fossiilkütust ehk biokütuse väiksema energiasisalduse tõttu<br />
tuleb turustada 25 tuhat tonni bioetanooli <strong>ja</strong> 42 tuhat tonni biodiislit. Direktiiv küll ei määra,<br />
mis liiki biokütust peab turustama.<br />
Euroopa Liidus on arutusel ettepanek saavutada aastaks 2020 biokütuste osakaaluks<br />
mootorikütustes 10%, kaalutakse ka eesmärkide seadmist aastaks 2030 (75% diiselkütustest<br />
biodiisel <strong>ja</strong> 25% bensiinist bioloogilise päritoluga).<br />
Euroopa Komisjoni loal on Eestis riigipoolse abina vedelad biokütused kuni 2011. aastani<br />
aktsiisist vabastatud.<br />
Biokütuseid võib <strong>ja</strong>gada praegu toodetavateks esimese põlvkonna <strong>ja</strong> nn teise põlvkonna<br />
biokütusteks, millede tootmistehnoloogia on üldjoones teada, kuid va<strong>ja</strong>b veel sobiva<br />
lõpptoodangu hinna saavutamiseks täiustamist. Esimese põlvkonna biokütusteks on<br />
suhkruroost, maisist, nisust jt. teravil<strong>ja</strong>dest või suhkrupeedist, kartulitest toodetud etanool <strong>ja</strong><br />
rapsiõlist, so<strong>ja</strong>õlist või palmiõlist toodetud biodiisel.<br />
Teise põlvkonna biokütuste tooraineks on toiduks mittekasutatav biomass nagu puit, õled jne.<br />
Mets moodustab 80% maailma biomassist. Õled annavad üle poolteise korra rohkem biomassi<br />
kui terad. Sisaldades kuivaines keskmiselt 40 – 50 % tselluloosi <strong>ja</strong> 20 – 30 % hemitselluloosi<br />
on ühest grammist puidust teoreetiliselt võimalik saada kuni 0,32 grammi etanooli. Alates<br />
2004. aastast käivitatud lignotselluloosist bioetanooli tootmise tehased on kõik väikese<br />
võimsusega nn. “piloot” tehased <strong>ja</strong> ra<strong>ja</strong>tud tootmisprotsessi täiustamiseks. Prognoositakse, et<br />
teise põlvkonna biokütuste hind võrdsustub põllukultuuridest valmistatava biokütuse hinnaga<br />
aastail 2010 – 2020.<br />
Bioetanool<br />
Euroopa Liidus toodetud vedelatest biokütustest moodustas bioetanool 2006. aastal 20%.<br />
Etanooli toot<strong>ja</strong>tel on Euroopas kaks ühendust: UEPA (European Union of Ethanol Producers)<br />
<strong>ja</strong> EBIO (European Bioethanol Fuel Association). EBIO andmeil moodustas Euroopa Liidu<br />
etanooli tootmise tehaste võimsus 2007. aasta septembris 3280 miljonit liitrit aastas.<br />
76
Ehitamisel on tehased summaarse tootmismahuga 4 mil<strong>ja</strong>rdit liitrit aastas. Tooraineks on<br />
teravili, suhkrupeet <strong>ja</strong> melass.<br />
EBIO andmeil saab Eestis nisupõllu hektarilt toota ainult 660 liitrit bioetanooli, samal a<strong>ja</strong>l kui<br />
näiteks Saksamaal 2600 liitrit <strong>ja</strong> Rootsis 2000 liitrit. Suurema saagikuse tagab parem kliima,<br />
aga ka ma<strong>ja</strong>nduslikud võimalused kasutada optimaalsel hulgal väetisi <strong>ja</strong> taimekaitsevahendeid.<br />
Eesti paistab teiste riikide seast väl<strong>ja</strong> madala saagikusega, mis teeb bioetanooli tootmise siin<br />
rohkem kulukaks.<br />
Bioetanooli hind on suures osas määratud tooraine (biomassi) hinnaga, mis moodustab 55 –<br />
80% etanooli lõpphinnast. Mõnevõrra võivad hinda mõjutada erinevused tootmistehnoloogiates.<br />
Kindlasti mõjutab hinda tehase suurus. Suurema tehase korral on suuremad<br />
transpordikulud, rohkem vähenevad aga tootmiskulud. Näiteks, ülevaadetes Saksamaa <strong>ja</strong> USA<br />
bioetanooli tehaste kohta väidetakse, et tehastes võimsusega 200 miljonit liitrit aastas on<br />
tootmiskulud ühe liitri bioetanooli kohta kuni 13% väiksemad kui tehasel võimsusega 50<br />
miljonit liitrit aastas.<br />
Nisust etanooli tootmisel on kaasproduktiks kuivatatud jääk – nn kook (DDGS – Dried<br />
Distillers Grains with Solubles). See kaasprodukt on proteiinirikas loomasööt. Etanooli<br />
tootmisel 1 kg teravil<strong>ja</strong>st tekib seda umbes 0,3 kg. Etanooli hind sõltub sellest, kas tootmise<br />
kaasprodukti kooki saab müüa loomasöödaks. Kui bioetanooli tootmise kaasprodukti kooki<br />
realiseerida loomasöödaks, siis on tooraine (nisu) osa bioetanooli omahinnas 38 – 45%.<br />
Bioetanooli tootmishind on siiani olnud püsiv. Näiteks, a<strong>ja</strong>kir<strong>ja</strong> Industrial Crops and Products<br />
andmetel Saksamaa kohta moodustab kogukuludest 27% kapitali hind, 20% tööjõud, juhtimine<br />
<strong>ja</strong> hooldus, 22% ensüümid <strong>ja</strong> kemikaalid ning 31% elekter <strong>ja</strong> soojus.<br />
Etanooli tehaste seadmeid valmistavad mitmed ettevõtted. Saksa firma Vogelbusch GmbH<br />
arvab, et ma<strong>ja</strong>nduslikult otstarbeka tehase minimaalne võimsus on 100 000 – 300 000 liitrit<br />
päevas. Investeering tehasele võimsusega 300 000 liitrit/päevas on sõltuvalt infrastruktuurist<br />
40 – 50 miljonit eurot.<br />
Ameerika Ühendriikides, kus bioetanooli toodetakse maisist on nii tooraine, kui ka<br />
tootmiskulud märgatavalt väiksemad, kui Saksamaal.<br />
Seni pole bioetanoolil väl<strong>ja</strong>kujunenud globaalset turgu nagu seda on naftaproduktidel.<br />
Bioetanooli tootmiseks kasutatakse mitmesugust toorainet, mille hind sõltub maa- <strong>ja</strong><br />
tööjõukulust, kasutatavast agrotehnikast, rakendatavatest subsiidiumitest jne.<br />
Tabel 0.2. Teravil<strong>ja</strong> toodang Eestis tuhandetes tonnides<br />
Aasta 2003 2004 2005 2006<br />
Toodang 505,7 608,1 760,1 619,3<br />
Allikas: Põlluma<strong>ja</strong>ndusministeerium<br />
Suur, väikese tootmiskuluga bioetanooli tehas võimsusega 150 – 200 miljonit liitrit aastas<br />
tarbib umbes 420 – 550 tuhat tonni teravil<strong>ja</strong> aastas. Samas on head võimalused bioetanooli<br />
tootmise kaasprodukti koogi realiseerimiseks. Statistika valitsuse andmeil kasutati Eestis<br />
aastatel 2005 – 2006 loomasöödaks 479 691 tonni teravil<strong>ja</strong> aastas.<br />
Bioetanool on kõrge oktaanarvuga kütus, millel on suur detonatsioonikindlus. Etanooli<br />
kasutatakse ka bensiini oktaanarvu tõstva kütuselisandi ETBE tootmiseks. Etanool seguneb<br />
bensiiniga mistahes vahekorras. Tema molekulis olev hapnik võimaldab madalatemperatuurilist<br />
jäägitut põlemist <strong>ja</strong> vähendab CO, põlemata süsivesinike (HC) <strong>ja</strong> NO x<br />
emissiooni. Bioetanooli bensiinist väiksem aururõhk tagab hoidmisel väiksema auramiskao.<br />
Etanooli suur aurumissoojus <strong>ja</strong> bensiinist väiksem energiasisaldus (ühe liitri etanooli<br />
kütteväärtus on 69% bensiiniliitri omast) lubab peamiselt etanoolist koosnevat kütust kasutada<br />
77
vaid mootorites, mis on spetsiaalselt selleks konstrueeritud. Uued nn. paindliku<br />
kütusekasutusega autod võivad töötada kuni 85% etanooli seguga.<br />
Suure etanoolisisaldusega kütuse korral on va<strong>ja</strong> mootoris kasutada korrosioonikindlaid<br />
mater<strong>ja</strong>le <strong>ja</strong> etanoolile vastupidavaid plast- <strong>ja</strong> elastikdetaile. Seega on etanooliga töötav<br />
mootor kallim. Kuni 10% etanoolilisandiga bensiini võib kasutada ilma mootorit ümber<br />
seadistamata. Enamikel autotoot<strong>ja</strong>il jääb sellise kütuse kasutamisel kehtima ka toot<strong>ja</strong>poolne<br />
garantii. Osa autotoot<strong>ja</strong>id ei luba kasutada ka väikest etanoolilisandit.<br />
Vedelate biokütuste tootmise tasuvus sõltub tooraine (teravili, rapsiseeme) <strong>ja</strong> nafta hinnast,<br />
mille määrab turg. Kultuuride saagikus näitab mõneti nende omahinda. On ilmne, et<br />
arvestatava võimsusega biokütuse tehase tarbeks Eestis toodetud teravil<strong>ja</strong>st või rapsiseemnest<br />
ei jätku.<br />
Bioetanooli tootmis- <strong>ja</strong> võrdleva müügihinna hindamisvõimaluste illustreerimiseks on joonisel<br />
(vt Joonis 0.1, arvutusskeem on lisatud EXCEL’i failis) toodud arvutusnäide, milles<br />
kasutatakse kir<strong>ja</strong>nduse alusel hinnatud kapitali- <strong>ja</strong> käidukulusid ning mater<strong>ja</strong>lide hindasid<br />
Eestis Konjunktuuriinstituudi andmetel. Andmed kapitali- <strong>ja</strong> käidukulude on reeglina<br />
konfidentsiaalsed, täpsemaid andmeid saavad kasutada näiteks Euroopa Bioetenooli Toot<strong>ja</strong>te<br />
Assotsiatsiooni (European Biethanol Fuel Association) liikmed oma projektide tasuvuse<br />
analüüsiks, kusjuures neil puudub õigus läheteandmete avaldamiseks.<br />
Kuigi arvutusnäites on paljud andmed hinnangulised <strong>ja</strong> iga konkreetse projekti korral tuleks<br />
kasutada täpsemaid andmeid, võib teha esialgse järelduse, et bioetanooli kõrge omahind on<br />
eelkõige seotud tooraine (näites nisu) hinnaga.<br />
Biodiislikütus<br />
Diislikütus on Euroopas levinuim kütus. Euroopa Liidu 25 maal oli 2004. aastal suhe<br />
diisel/bensiin 1,4 <strong>ja</strong> Eestis ligilähedaselt sama (2004. a – 1,43 <strong>ja</strong> 2006. a – 1,49).<br />
Vedelate biokütuste tootmine Eestis on algfaasis. Biodiisli suuremahulist tootmist kavandav<br />
Biodiesel Paldiski AS võimsusega 100 000 tonni aastas on ehitusjärgus. Seisuga 02.03.2007<br />
on väl<strong>ja</strong>statud 11 biokütuse tootmisluba. 2006. aastal toodeti Eestis 4908 t biokütust<br />
(biodiislit), millest eksporditi 85%.<br />
A<strong>ja</strong>leht Äripäev andmeil on september 2007. a seisuga väikesed biodiisli toot<strong>ja</strong>d oma tootmise<br />
peatanud. Siiski loodavad nad tõusva aktsiisimaksu toel tootmise uuesti käivitada.<br />
78
Erikulu Hind Kulutused<br />
Ühikut ainet<br />
ühiku saagise<br />
kohta Kr/ühikule<br />
Kr/bioetanooli<br />
ühikule Investeering, kr 1 400 000 000<br />
Tooraine (nisu) 2,850 3,10 8,84 Intress,% 6%<br />
Kemikaalid 0,950 1,00 0,95 Kasutusaeg, a 20<br />
Muud kulud (elekter <strong>ja</strong> aur) 1,000 1,00 1,00 Max tootlikkus, l/a 132 000 000<br />
Investeeringu osa 0,92 Tegelik toodang, l/a 132 000 000<br />
Kulum 0,92<br />
Investeeringu<br />
tagasimakse aastas 122 058 379,77 kr<br />
Käidu- <strong>ja</strong> tööjõukulud 0,50<br />
Inv/liitrile tegeliku<br />
toodangu korral<br />
0,92 kr<br />
Tulu kõrvalsaadustest hind<br />
näidata miinusega) 0,850 -3,22 -2,74<br />
Inv/liitrile max toodangu<br />
korral<br />
0,92 kr<br />
Saagis (bioetanool) 1,000 10,40 10,40<br />
Käibemaks (18%) 1,87<br />
Aktsiis 0,00<br />
Kütusemüü<strong>ja</strong> marginaal 0,70<br />
Müügihind 12,97<br />
Liitrile bensiinile vastava<br />
koguse bioetanooli<br />
maksumus 19,62<br />
Joonis 0.1. Bioetanooli tootmiskulude arvutusnäide nn esimese põlvkonna tehnoloogia<br />
alusel. Nisu <strong>ja</strong> kõrvalsaaduste hind on võetud Konjunktuuriinstituudi<br />
viimastest andmetest (nov 2007)<br />
Biodiislit võib kasutada kas segatuna tavalise diisliga või puhtalt, kui mootor on biodiisli <strong>ja</strong>oks<br />
vastavaks tunnistatud või kohandatud. Biodiisli segu tavalise diisliga on võimalik kasutada<br />
kõikides diiselmootorites, sest biodiisel täidab kütuselisandi rolli määrimisomaduste<br />
parandamisel. Ta seguneb tavalise diisliga igas vahekorras.<br />
Mootorkütusena kasutatakse ka rapsiõli. Tema viskoossus on üle kümne korra suurem<br />
diislikütuse omast. Madalamatel temperatuuridel muutub ta venivaks <strong>ja</strong> ei segune tavalise<br />
diisliga. Ka on rapsiõli leektäpp kõrgem kui diislikütusel. Rapsiõli kasutamiseks mootoris<br />
tuleb lisada õlieelsoojendus.<br />
Biodiisli viskoossus <strong>ja</strong> süttimisomadused on samasugused nagu tavalisel diislil. Biodiisli<br />
alkoholi komponendis on hapnik, mis hõlbustab kütuse täielikku põlemist. Vähenevad tahma,<br />
CO <strong>ja</strong> süsivesinike heitmed. Kuna biodiislis praktiliselt pole väävlit, siis puudub<br />
vääveloksiidide emissioon.<br />
Ühe liitri biodiisli energiasisaldus on ligikaudu 10% väiksem kui fossiilsel diislikütusel, kuid<br />
tema tsetaanarv <strong>ja</strong> määrimisomadused on paremad. Pinnasesse või vette sattudes laguneb<br />
biodiisel üsna ruttu. Biodiislil on mõned lahustitega sarnased omadused. Seetõttu ta võib<br />
lahustada plastik- <strong>ja</strong> kummidetaile nagu tihendid, kütusevoolikud jt. See võib põhjustada<br />
probleeme mootorites, mis pole biodiislile kohandatud.<br />
Biodiisli valmistamisel on tooraineteks rapsiõli (88%), metanool (8%), kemikaalid (Nametülaat,<br />
sidrunhape, väävelhape, fosforhape, naatriumhüdroksüüd jt. 4%). Tööjõukulu on<br />
seejuures suhteliselt väheoluline. Nagu ka bioetanooli tootmisel avaldab tootmishinnale mõju<br />
tehase ühikvõimsus, kuid see mõju on väiksem kui etanooli tootmisel. Rapsiseemnest biodiisli<br />
tootmisel oli EL biodiisli tootmishind 0,35 – 0,55 $/diisel-ekv. liiter. Euroopa biodiisli toot<strong>ja</strong>il<br />
on oma ühendus: European Biodiesel Board, mille andmeid on eespool osaliselt kasutatud.<br />
Biodiislikütuse tootmiseks Eestis va<strong>ja</strong>likku metanooli hangitakse mitmest Venemaa <strong>ja</strong> Ukraina<br />
tehasest.<br />
79
<strong>Põlluma<strong>ja</strong>ndusministeeriumi</strong> koostatud “Põlluma<strong>ja</strong>ndustoodangu prognoos aastateks 2003 –<br />
2013” on hinnatud rapsi optimaalset külvipinda <strong>ja</strong> saagikust. Nähakse ette rapsi külvipinna<br />
suurenemist kuni 60 000 ha <strong>ja</strong> saagikuse suurenemist seniselt 1,5 t/ha kuni 2,2 – 2,4 /ha.<br />
Tegelikult on rapsi saak seni kasvanud ainult külvipinna suurenemise arvel <strong>ja</strong> tema külvipind<br />
on ületanud prognoositava.<br />
Saksamaal, kus toodetakse biodiislit suurtes kogustes on rapsi saagikus 3 – 4 t/ha. Seal<br />
kasvatatakse talirapsi, meil valdavalt suvirapsi. Eestis on rapsi kasvupinna piir saavutatud <strong>ja</strong><br />
biodiisli tootmine ei loo põlluma<strong>ja</strong>nduses juurde uusi töökohti. 84 600 tonnist rapsist saab<br />
toota kuni 30 000 tonni biodiislit, mis moodustaks natuke üle nel<strong>ja</strong> protsendi 2010. aasta<br />
eeldatavast kerge kütteõli <strong>ja</strong> diislikütuse tarvidusest. Eestis biodiislit toota plaanivad ettevõt<strong>ja</strong>d<br />
kavatsevad importida tooraine kolmandatest riikidest, peamiselt Venemaalt.<br />
Tabel 0.3. Rapsi kasvatamine Eestis<br />
2003 2004 2005 2006 2007<br />
Pindala, ha 46 300 50 400 46 600 62 500 72 500<br />
Kogutoodang, t 69 200 68 400 83 100 84 600<br />
Saagikus, t/ha 1,494 1,362 1,781 1,354<br />
Allikas: Põlluma<strong>ja</strong>ndusministeerium<br />
2006. aastal kasutati Statistikaameti andmeil loomasöödaks õlikooki 81 582 tonni, millest<br />
kohaliku päritoluga oli 43 090 tonni.<br />
Biokütuse tootmiseks kulutame energiat. Energiat, tavaliselt fossiilse kütuse näol, on va<strong>ja</strong><br />
biokütuse tooraine – teravil<strong>ja</strong> või õlikultuuri kasvatamisel kasutatavate väetiste <strong>ja</strong><br />
taimekaitsevahendite tootmiseks, põlluma<strong>ja</strong>ndus- <strong>ja</strong> transportmasinatele, põlluma<strong>ja</strong>nduslikust<br />
toorainest kütuse tootmiseks. Ka bioetanooli tootmisprotsess on energiamahukas. Enamikes<br />
uuringutes on leitud, et ühe etanooli energia ühiku kohta kasutatakse 0,6 kuni 0,8 ühikut<br />
fossiilset kütust. Biodiisli tootmine on vähem energiamahukas. Ühe biodiisli energia ühiku<br />
kohta kulutatakse 0,45 energiaühikut fossiilset kütust.<br />
Eestis on biodiisli valmistamiseks va<strong>ja</strong>likke energiakulusid hinnanud Eesti Riigikontroll koos<br />
Maaviljeluse Instituudiga. Rapsi saagikuse juures 1,5 t/ha saab Riigikontrolli hinnangul ühe<br />
kulutatud mahuühiku vedelkütuse puhul tagasi 1,3 – 1,4 mahuühikut biodiislikütust.<br />
Järgnevalt toodud biodiisli tootmishinna arvutusnäide (vt Joonis 0.2, arvutusskeem on lisatud<br />
EXCEL’i failis) tõestab, tootmishinna määravad põhijoontes ära tooraine (rapsiseemne)<br />
ostuhind <strong>ja</strong> kõrvalproduktide (põhiliselt rapsikoogi, vähesel määral ka glütserooli)<br />
realiseerimishinnad. Biodiisli hinna tundlikkuse analüüs (vt Joonis 0.3) näitab põhijoontes ära<br />
need tooraine <strong>ja</strong> kõrvalproduktide hinnad, mille korral biodiisli müügihind saaks konkureerida<br />
fossiilse diiselkütuse müügihinnaga (orienteeruv hinnatase 2008. a alguses). Rapsiseemne<br />
kõrge hind on tõstnud toorainekulude osatähtsust omahinnas veelgi.<br />
80
Erikulu Hind Kulutused<br />
Ühikut ainet<br />
ühiku<br />
saagise<br />
kohta<br />
Kr/biodiisli<br />
ühikule Investeering, kr 1 600 000<br />
Kr/ühikule<br />
Rapsiseeme 2,400 5,40 12,96 Intress,% 6%<br />
Metanool 0,100 3,60 0,36 Kasutusaeg, a 10<br />
Kemikaalid 2,450 1,00 2,45 Max tootlikkus, l/a 1 000 000<br />
Investeeringu osa 0,87 Tegelik toodang, l/a 250 000<br />
Kulum 0,22<br />
Käidu- <strong>ja</strong> tööjõukulud 0,43<br />
Glütserool 0,115 0,00 0,00<br />
Rapsikook 1,400 -3,22 -4,50<br />
0,00<br />
0,00<br />
0,00<br />
Saagis (biodiisel) 1,000 12,79 12,79<br />
Käibemaks (18%) 2,30<br />
Aktsiis 0,00<br />
Kütusemüü<strong>ja</strong> marginaal 0,70<br />
Müügihind 15,79<br />
Liitrile fossiilse<br />
diislikütusele vastava<br />
biodiisli koguse<br />
maksumus 17,35<br />
Investeeringu<br />
tagasimakse aastas<br />
Inv/liitrile tegeliku<br />
toodangu korral<br />
Inv/liitrile max toodangu<br />
korral<br />
217 388,73 kr<br />
0,87 kr<br />
0,22 kr<br />
Joonis 0.2. Biodiisli tootmiskulude arvutusnäide. Rapsiseemne <strong>ja</strong> rapsikoogi hind on<br />
võetud Konjunktuuriinstituudi viimastest andmetest (nov 2007)<br />
35<br />
Liitrile fossiilsele diislikütusele<br />
vastava biodiisli maksumus, kr/l<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
0 2 4 6 8 10<br />
Rapsiseemne hind, kr/kg<br />
3,22<br />
0,00<br />
2,00<br />
4,00<br />
Joonis 0.3. Liitrile fossiilsele diiselkütusele vastava biodiislikoguse maksumus sõltuvalt<br />
rapsiseemne <strong>ja</strong> rapsikoogi hindadest. Punane joon näitab fossiildiisli<br />
orienteeruvat hinda alates aastast 2008<br />
EL turul tegutsevatest tehnoloogiatoot<strong>ja</strong>test<br />
Vedelaid biokütuseid tootvad kommertskasutuses olevad tehased toodavad nn. esimese<br />
põlvkonna kütuseid – bioetanooli <strong>ja</strong> metüülestrit (biodiislit). Tooraineks on suhkruroog,<br />
81
suhkrupeet, melass, teravili või õlikultuurid. Teise põlvkonna vedelate biokütuste tootmise<br />
tehased on seni kõik nn. piloottehased, mis on ehitatud tootmistehnoloogia parendamiseks <strong>ja</strong><br />
täiustamiseks. Tihti on piloottehaste ehitamisel kasutatud osaliselt riiklikke toetusi.<br />
Prognoositakse, et teise põlvkonna vedelad biokütused muutuvad konkurentsivõimelisteks<br />
esimese põlvkonna biokütustega pärast 2010. aastat. Käesoleval a<strong>ja</strong>l töötavate biokütuste<br />
tehaste andmed on kättesaadavad veebilehe http://www.worldbioplants.com kaudu (esitatud<br />
on 559 bioetanooli <strong>ja</strong> 366 biodiisli tootmise tehase andmed 55 riigist).<br />
Euroopa bioetanooli toot<strong>ja</strong>id ühendava organisatsiooni eBIO (European Bioethanol Fuel<br />
Association) andmebaas sisaldab andmeid Euroopa bioetanooli tootmise seadmete<br />
valmista<strong>ja</strong>test. Andmebaasile on kahjuks ligipääs ainult ühenduse liikmeil.<br />
Tuntumad bioetanooli tootmise tehnoloogia toot<strong>ja</strong>d:<br />
• Lurgi AG, Saksamaa, http://www.lurgi.com<br />
• Gea Wiegand GmbH, Saksamaa, http://www.gea-wiegand.com<br />
• Aker Kvaerner ASA, Norra, http://www.akekvaerner.com. Valmistab Euroopa<br />
riikidele tehaseid koostöös India kompaniiga Praj (http://www.praj.net).<br />
• Vogelbusch GmbH, Austria, http://www.vogelbusch.com<br />
• FringsAustria GmbH, Austria, http://www.frigs-austria.com.<br />
Need firmad valmistavad bioetanooli tootmise tehaseid võimsusega 100 000 t/aastas <strong>ja</strong><br />
rohkem.<br />
Biodiisli tootmise tehaste toot<strong>ja</strong>d:<br />
• Ageratec, Rootsi, http://www.ageratec.com.<br />
• Lurgi AG, Saksamaa, http://www.lurgi.com<br />
• Green Fuel Ltd, Inglismaa, http://greenfuels.co.uk<br />
• Eurofuel Tech Limited, Inglismaa, http://www.eurofueltech.com<br />
• Biodiesel International AG, Austria, http://www.bdi-biodiesel.com<br />
• Desmet Ballestra, Itaalia, http://www.balolestra.com<br />
• Westfalia Separator AG, Saksamaa, http://www.westfalia-separator.com<br />
Kuna biodiisli omahind oluliselt ei sõltu tehase võimsusest, siis toodetakse tehaseid alates<br />
võimsusest 10 000 t/aastas kuni 200 000 t/aastas. Väikese võimsusega tehased on tavaliselt<br />
automaattehased, kus valmistatakse taimeõlist biodiislit minimaalse tööjõukuluga.<br />
Soovitusi transpordi-biokütuste tootmise <strong>ja</strong> kasutamise riikliku toetamise osas<br />
Arvesse võttes biomassi laialdasema energeetilise kasutamise komplekssete uuringute<br />
vähesust (sisuliselt puudumist) Eestis, ei saa praegusel a<strong>ja</strong>l pidada otstarbekaks põhimõtteliselt<br />
uute toetusmeetmete kasutuselevõttu. Esialgu võiks piirduda juba kasutusel olevate<br />
toetusmeetmetega. Transpordis kasutatavate biokütuste tarbimist soodustava meetmena on<br />
otstarbekas jätkata nende aktsiisivabastust, seda vähemalt EK poolt riigiabi <strong>ja</strong>oks<br />
maksimaalselt lubatud perioodil, s.o aastani 2011. See on meede, mis soodustab ka biokütuste<br />
tootmist.<br />
Edaspidi tuleks kaaluda tootmise alustamiseks <strong>ja</strong>/või laiendamiseks investeeringutoetuse<br />
andmist juhul kui kasutatakse kohalikku (Eesti päritoluga) toorainet. Imporditaval toorainel<br />
põhineva tootmise toetamise eel tuleks analüüsida toodangu ekspordimahtu <strong>ja</strong> impordiekspordi<br />
kokkuvõtlikku mõju väliskaubandusbilansile. Seejuures tuleb rõhutada, et biokütuste<br />
transpordis kasutamise edendamise üheks oluliseks eelduseks on vähemalt kogu EL ulatuses<br />
kehtestatud ühtsed nõuded nii biokütustele kui neid kütuseid kasutavatele sõidukitele.<br />
Biokütuste tooraine kasvatamise <strong>ja</strong> tootmise osas tuleks kõigepealt kaaluda vastava<br />
regionaalse infrastruktuuri loomise toetamist, nt tehniliste seadmete ühiskasutuse või vastavate<br />
teenuste pakkumise tekke soodustamist.<br />
Uute soodustavate meetmete kasutuselevõtule peab kindalasti eelnema mitmekülgne analüüs,<br />
mis ei tohiks piirduda ainult otseste finantskulude <strong>ja</strong> -tulude võrdlemisega, vaid peaks<br />
sisaldama toetatava tegevuse kogu elutsükli analüüsi lähtudes maksimaalselt Eesti<br />
82
tingimustest. Selline analüüs peaks hõlmama nii energeetilist koondbilanssi kui ka<br />
keskkonnamõju aspekte. Muidugi on va<strong>ja</strong> meetmete kavandamisel lähtuda mõjust<br />
regionaalsele arengule, s.h eriti tööhõivele. Konkreetsete meetmete kasutuselevõtul tuleb<br />
arvesse võtta toetuse objekti kogu keskkonda, näiteks ei anna soovitud tulemusi teatud vedela<br />
biokütuse tarbimist soodustav või seda kohustav meede kui puudub logistiline infrastruktuur<br />
vastava kütuse tarnimiseks või pole kehtestatud biokütuste kvaliteedinõudeid või ei aktsepteeri<br />
autotoot<strong>ja</strong>d <strong>ja</strong> -teeninda<strong>ja</strong>d biokütuste kasutamist jne. Seega tuleks teha soodustusi<br />
kompleksselt või vähemalt kaaluda meetmete rakendamise järjekorda. Soodustuste<br />
kompleksne rakendamine eeldab suuremate rahaliste vahendite kasutamist.<br />
Biokütuse kasutamine transpordis eeldab vastava infrastruktuuri olemasolu. Teiste riikide<br />
praktikas on laialt levinud kütuse <strong>ja</strong>emüü<strong>ja</strong>tele pandud kohustus hoida pidevalt müügil<br />
biokütuseid. Järgmise sammu astumine – läbimüügi kohustusliku koguse kehtestamine – on<br />
keerulisem <strong>ja</strong> sõltub põhiliselt tarbi<strong>ja</strong>te valmisolekust, mis omakorda on tingitud paljudest<br />
teguritest, nt ühelt poolt toetusmeetmetest <strong>ja</strong> teiselt poolt sõidukite sobivusest biokütuste<br />
kasutamiseks, mis on aktsepteeritud autohoolda<strong>ja</strong>te poolt jpm. Kindlasti tuleks autode sobivust<br />
biokütuste kasutamiseks testida ELs tsentraalselt, seejuures iga automark mootoritüübiti <strong>ja</strong><br />
koostöös autotoot<strong>ja</strong>tega. Tulemused koos autotoot<strong>ja</strong>te <strong>ja</strong> -hoolda<strong>ja</strong>te aktseptiga tuleks<br />
avalikustada laiapõh<strong>ja</strong>liselt.<br />
Biokütuste kasutamise propageerimisele transpordis aitaks oma eeskujuga kindlasti oluliselt<br />
kaasa nende kasutuselevõtt avalikus sektoris, nt valitsuse <strong>ja</strong> ministeeriumide ning politsei<br />
autodes. Kaalumist vääriks biokütuste kasutamise muutmine kohustuslikuks ühistranspordis.<br />
Seejuures oleks tõenäoliselt va<strong>ja</strong>likud ka toetused vastavate sõidukite (või mootorite)<br />
ostmiseks <strong>ja</strong> tanklate kohandamiseks, kui seda pole tehtud eraldi vastava üldise infrastruktuuri<br />
meetmega.<br />
Paralleelselt biokütuste tarnimiseks infrastruktuuri loomisega tuleks kavandada meetmeid<br />
mootorsõidukite kasuta<strong>ja</strong>tele toetamaks biokütuste tarbimist. Järgnevalt esitatud<br />
toetusmeetmete loetelus on osa kohalike omavalitsuste, osa üldriiklikus pädevuses:<br />
• biokütusel töötava sõiduki (s.h FFV (flexible fuel vehicle) ostu võiks toetada, nt<br />
maksusoodustusega);<br />
• biokütust kasutavate sõidukite <strong>ja</strong>oks alandada parkimistasu või rakendada selle<br />
vabastus;<br />
• anda eeliseid linnaliikluses, nt südalinna sissesõidu lubamine või selle tasu<br />
alandamine;<br />
• omavalitsustes, kus kehtestatakse automaks, tuleks biokütust kasutavad sõidukid<br />
maksustada madalama määraga;<br />
• kompenseerida biokütuste kasutamisest tulenevad lisakulud nende kasuta<strong>ja</strong>tele.<br />
Meetmeid puudutava üldise momendina tuleb rõhutada va<strong>ja</strong>dust järgida stabiilsuse põhimõtet,<br />
s.t mitte muuta meetmeid ega nendega seonduvat nt igal aastal. Ebastabiilsus meetmete osas ei<br />
anna võimalikele investoritele kindlust <strong>ja</strong> investeering võib jääda tegemata.<br />
Kokkuvõttes saab transport-biokütuste tootmisvõimaluste kohta Eestis teha järgmised<br />
esialgsed järeldused.<br />
• Transport-biokütuste tootmiseks on käesoleval a<strong>ja</strong>l võimalik rakendada nn esimese<br />
põlvkonna tehnoloogiaid. Teise põlvkonna tehnoloogiaid peetakse suurema saagise<br />
tõttu palju perspektiivsemateks, kuid vastavate tehnoloogiate kommertskasutusse<br />
jõudmine selgub tõenäoliselt mitte varem kui viie aasta pärast. Praegu on teise<br />
põlvkonna tehnoloogiate info rangelt ainult tehnoloogiate väl<strong>ja</strong>arenda<strong>ja</strong>te käes, kes<br />
püüavad niiviisi saavutada tootearendusest tulenevat konkurentsieelist.<br />
• Eestis (nagu ka teistes Põh<strong>ja</strong>-Euroopa klimaatilistes tingimustes paiknevates maades)<br />
on kohaliku tooraine baasil biodiisli tootmine perspektiivsem kui bioetanooli<br />
83
valmistamine. Kuna hetkel ületab olemasolevate <strong>ja</strong> ehitamisel olevate biodiislitehaste<br />
tooraineva<strong>ja</strong>dus Eestimaise tooraine kasvatamise võimalused, siis on uute<br />
biodiislitehaste ra<strong>ja</strong>mine perspektiivne vaid import-tooraine baasil <strong>ja</strong> sadamate<br />
läheduses (näiteks Paldiski). Hetkel Eestis biodiislitehased seisavad, sest siiani on<br />
tootmine kahjumlik.<br />
• Eestis bioetanooli tootmise alustamise perspektiivikuse hindamine nõuab täiendavat<br />
analüüsi koos konkreetsete arenda<strong>ja</strong>tega. Senise rahvusvahelise kogemuse järgi ei<br />
suuda meie kliimavöötmes kasvatatava tooraine hind olla konkurentsivõimeline<br />
soojemas kliimas kasvatatavate kultuuride hindadega. Ma<strong>ja</strong>nduslikult otstarbekaks<br />
peetakse bioetanooli tehaseid alates tootlikkusest 100 000 liitrit bioetanooli ööpäevas<br />
<strong>ja</strong> see seab kahtluse alla sellise tehase ehitamise kodumaise tooraine baasil.<br />
• Kodumaiste transport-biokütuste tootmise laiendamise otstarbekus on otseselt seotud<br />
Eesti riigi kavadega biokütuste kasutuse laiendamisel. Kui Eesti riik peab va<strong>ja</strong>likuks<br />
transport-biokütuste kasutamisel jõuda aastaks 2010 tasemele 5,75 % <strong>ja</strong> seda osakaalu<br />
jätkuvalt suurendada, siis selleks rakendatavad meetmeid peaksid stimuleerima<br />
kodumaise tootmise arendamist.<br />
Biomassi toodete elutsükli hindamine<br />
Toodete olelustsükli hindamise metoodika aluseks on olelustsükli hindamise Eesti Vabariigi<br />
standardid EVS-EN ISO 14040:2006 <strong>ja</strong> EVS-EN ISO 14044:2006, mis põhinevad vastavatel<br />
EL-i standarditel EN ISO 14040 <strong>ja</strong> EN ISO 14044. Kõik ametlikult läbiviidavad toodete<br />
olelustsükli hindamised peavad järgima antud standardites sätestatud hindamise skeemi <strong>ja</strong><br />
põhimõtteid.<br />
Standard EVS-EN ISO 14040:2006 „Keskkonnakorraldus. Olelustsükli hindamine.<br />
Põhimõtted <strong>ja</strong> raamistik.” („Environmental management – Life cycle assessment-<br />
Requirements and guidelines”) määratleb olelustsükli hindamise läbiviimise metoodika <strong>ja</strong><br />
hindamise põhimõttelise käigu. Standard koosneb:<br />
1) olelustsükli hindamise üldisest kirjeldusest,<br />
2) olelustsükli hindamise metoodilisest raamistikust,<br />
3) juhistest olelustsükli hindamise aruande koostamiseks,<br />
4) olelustsükli hindamise rakendamise valdkondade näitlikust loetelust.<br />
Hindamise põhietappideks standardi kohaselt on:<br />
1) hindamise ulatuse <strong>ja</strong> eesmärgi määratlemine,<br />
2) inventuuri(andmiku) analüüs,<br />
3) mõjude hindamine,<br />
4) interpreteerimine.<br />
Standard EVS-EN ISO 14044:2006 „Environmental management – Life cycle assessment-<br />
Requirements and guidelines” koosneb:<br />
1) olelustsükli hindamise metoodilisest raamistikust,<br />
2) olelustsükli hindamise aruande koostamise juhisest,<br />
3) kvaliteedikontrolli (critical review) kirjeldusest,<br />
4) näidetest andmete kogumise <strong>ja</strong> olelustsükli interpreteerimise kohta.<br />
Biokütustele omistatakse võrreldes fossiilsete kütustega küll mitmeid eeliseid, kuid vaatamata<br />
sellele ei saa biokütuseid pidada fossiilsetest a priori paremaks ei tootmiseks va<strong>ja</strong>liku<br />
primaarenergia kulu ega kasvuhoonegaaside emissiooni aspektist. Halvemal juhul võivad<br />
biokütused selles osas fossiilseid kütuseid isegi ületada. Biokütuste objektiivseks võrdlemiseks<br />
fossiilsete kütustega <strong>ja</strong> nende võimaliku paremuse tõestamiseks osutub kindlasti va<strong>ja</strong>likuks<br />
määratleda <strong>ja</strong> hinnata vastavaid olelustsükleid. Olelustsüklid võivad suures ulatuses varieeruda<br />
84
sõltuvalt biokütuste tootmise toorainest, geograafilisest asukohast, tootmise kaasproduktidest,<br />
tootmise tehnoloogiast <strong>ja</strong> lõpptoodangu (biokütuse) kasutusviisist. Sellise variantide paljususe<br />
juures tuleb aga tõdeda, et biokütuste olelustsükli põhilised etapid on suhteliselt muutumatud.<br />
Biokütuste olelustsükli põhilised etapid on:<br />
1) biomassi tootmine;<br />
2) biomassi transport;<br />
3) biomassi töötlemine;<br />
4) biokütuse laialivedu;<br />
5) biokütuse kasutamine.<br />
Ülaltoodud bioenergiatoodete olelustsükli etappidele tuleb lisada biomassi tootmiseks<br />
va<strong>ja</strong>likud väetise, seemne <strong>ja</strong> pestitsiidide tootmise etapid.<br />
Kõiki bioenergia toodete olelustsükli etappe mõjutavad horisontaalsed tegurid, mida tuleb<br />
erinevate bioenergia tooteliikide omavahelisel võrdlemisel või võrdlemisel fossiilsete<br />
energiakand<strong>ja</strong>tega võimalikult täpselt hinnata. Põhilised arvessevõtmist va<strong>ja</strong>vad horisontaalsed<br />
tegurid bioenergiatoodete olelustsükli analüüsil on:<br />
1) energiabilanss;<br />
2) emissioonid;<br />
3) kasvuhoonegaaside emissioonid;<br />
4) keskkonnamõjud;<br />
5) sotsiaal-ma<strong>ja</strong>nduslikud mõjud.<br />
Keskkonnakriteerium bioenergiatoodete olelustsükli hindamisel koosneb valdavalt<br />
kasvuhoonegaaside <strong>ja</strong> (toodetava) energia vahekorrast, mida tuleb usaldusväärsete tulemuste<br />
saamiseks kogu olelustsükli jooksul hoolega mõõta <strong>ja</strong> jälgida. Kõikidel olelustsükli etappidel<br />
va<strong>ja</strong>takse energiat. See tõsiasi sunnib olelustsükli analüüsil tähelepanu pöörama kõikide<br />
etappide energiavoogudega seotud näita<strong>ja</strong>tele <strong>ja</strong> arvestama ka energiatarbimisega paratamatult<br />
kaasnevate emissioonidega. Eriti oluline on olelustsükli etapiti kindlaks määrata<br />
süsinikdioksiidi, N 2 O <strong>ja</strong> metaani emissioonid.<br />
Otsuse bioenergia toodete eelistamise kohta fossiilsetele energiakand<strong>ja</strong>tele võib teha ainult<br />
pärast kogu olelustsükli analüüsi. Olelustsükli analüüs tuleb teha ka fossiilsete kütuste puhul,<br />
mille hindamisel tuleb arvesse võtta järgmisi etappe:<br />
1) nafta leiukohtade otsimine <strong>ja</strong> avastamine;<br />
2) nafta ammutamine;<br />
3) nafta transport;<br />
4) nafta töötlemine kütuseks (diislikütus <strong>ja</strong> bensiin);<br />
5) kütuse laialivedu <strong>ja</strong> müük lõpptarbi<strong>ja</strong>le.<br />
Sarnaselt biokütustega esinevad ka fossiilkütuste olelustsükli kõikidel etappidel energiakulu <strong>ja</strong><br />
emissioonid, mida tuleb olelustsükli hindamisel analoogiliselt biokütustega arvestada.<br />
Bioenergiatoodete olelustsüklite analüüsil ei võeta arvese mitte ainult energiat <strong>ja</strong> emissioone,<br />
vaid ka teisi olelustsükli etappidega seotud võimalikke keskkonnamõjusid. Peamisteks<br />
identifitseeritud keskkonnamõjudeks on:<br />
1) keskkonna hapendumine;<br />
2) eutrofeerumine;<br />
3) atmosfääri läbipaistvuse halvenemine;<br />
4) osoonikihi hõrenemine (tingitud N 2 O emissioonist lämmastikväetiste kasutamisel);<br />
5) mitmesugused terviseriskid;<br />
6) bioloogilise mitmekesisuse taseme vähenemine;<br />
7) pinnavee kvaliteedi langus.<br />
Olelustsüklite võrdleval analüüsil tuleb arvestada, et eri autorite poolt eri aegadel <strong>ja</strong> kohtades<br />
teostatud ühtede <strong>ja</strong> samade toodete olelustsüklite analüüside tulemused võivad erineda.<br />
85
Arvestades olelustsüklite keerukust, mis seisneb eri valdkonda kuuluvate etappide rohkuses,<br />
tuleb seda pidada paratamatuseks. Seetõttu tuleb eri uurimuste andmete võrdlemisel suhtuda<br />
lõppjärelduste tegemisse erilise ettevaatlikkusega ning arvestada, et suhteliselt<br />
usaldusväärsemad <strong>ja</strong> täpsemad on võrdluseid vaid ühe <strong>ja</strong> sama uurimuse raames.<br />
Kütuseks kasutatavate biomassitoodete energiabilanss sõltub kogu olelustsükli vältel<br />
lõpptoodangu saamiseks sisestatud energia <strong>ja</strong> lõpptoodangust saadava energia suhtest.<br />
Bioenergia toodete olelustsüklid on väga erinevad, sõltudes tooraine tootmiseks kasutatavast<br />
kultuurist, agrotehnilistest võtetest, geograafilistest tingimustest sõltuvast põllukultuuri<br />
tootlikkusest <strong>ja</strong> tootmisprotsessi tehnoloogiast. Olelustsükli keerukuse tõttu tuleks<br />
bioenergiatoodete bilanssi ka<strong>ja</strong>stavatesse andmetesse suhtuda alati ettevaatlikult. Biokütuste<br />
energeetiliste karakteristikute võrdlemiseks omavahel <strong>ja</strong> fossiilse päritolu kütustega<br />
kasutatakse peamiselt kahte näita<strong>ja</strong>t: energiabilanssi <strong>ja</strong> energeetilist efektiivsust.<br />
Järgnevalt refereeritakse olelustsüklite praktilise analüüsi näitena biodiisli <strong>ja</strong> biomäärete<br />
olelustsüklite võrdlevat analüüsi vastavate fossiilsete toodete olelustsüklitega.<br />
Kui 1 MJ energiasisaldusega fossiilse diisli valmistamiseks kulutati 1.2007 MJ primaarenergiat,<br />
siis on vastava olelustsükli energeetiliseks efektiivsuseks 83,28%. Ühe MJ<br />
energiasisaldusega biodiisli koguse tootmiseks kulub 1,2414 MJ primaarenergiat, mis annab<br />
vastava olelustsükli energeetiliseks efektiivsuseks 80,55%. Biodiisli energeetilises<br />
efektiivsuses võrreldes fossiilse diisliga ei ole suuri erinevusi (vastavalt 83,28% <strong>ja</strong> 80,55%).<br />
Bio- <strong>ja</strong> tavadiisli süsinikdioksiidi emissioonide võrdlemisel ilmneb, et mootoris põletamisel<br />
emiteerib biodiisel fossiilse diisliga võrreldes 4,7% rohkem süsinikdioksiidi. Samas vähendab<br />
fossiilse diisli asendamine biodiisliga enamikke olelustsükli jooksul toimuvaid õhuemissioone.<br />
Suurim paremus on biodiislil süsinikmonooksiidi (CO) emissiooni osas. Võrreldes fossiilse<br />
diisliga on puhta biodiisli (B100) vastav emissioon 34,5% võrra väiksem. Ka lenduvate<br />
osakeste (TPM) puhul on biodiisel B100 32,41% väiksema emissiooniga. Hüdrokarbonaate<br />
(THC) seevastu emiteeriti biodiisli B100 olelustsükli jooksul fossiilse diisliga võrreldes 35%<br />
rohkem. Lämmastikoksiidide (NO x ), mille emissioone peetakse tervisele eriti ohtlikuks, puhul<br />
on biodiisli näita<strong>ja</strong>d võrreldes fossiilse diisliga halvemad. Biodiisli olelustsükli NO x emissioon<br />
ületab fossiilse diisli olelustsükli emissiooni 13,35%. See on seletatav lämmastikväetiste<br />
kasutamisega biodiisli olelustsükli põlluma<strong>ja</strong>ndusliku tootmise etapil. Vääveloksiidide (SO x )<br />
emissioon seevastu on biodiisli olelustsüklil fossiilse diisliga võrreldes madalam 8,03% võrra<br />
madalam. Olelustsüklite jooksul tekkinud heitveekoguseid võrreldes võib aga järeldada, et<br />
fossiilse diisli olelustsükli veetarve ületab biodiisli oma ligi viiekordselt.<br />
Bioloogilisel toorainel põhinevate <strong>ja</strong> fossiilsete määrdeainete elutsüklite võrdlevast analüüsist<br />
nähtub, et olelustsükli energiamahukuselt on rapsiõlil põhinevatel määrdeainetel tuntav eelis <strong>ja</strong><br />
fossiilse energia kokkuhoid ilmne. Tunduvalt suuremad fossiilsete määrdeainetega võrreldes<br />
on aga biomäärdeainete tooraine põlluma<strong>ja</strong>ndusliku tootmisega kaasnevad emissioonid, mis<br />
suurendavad keskkonna happelisust, tekitavad veekogude eutrofeerumist ning hävitavad<br />
osoonikihti (vastavalt SO 2 , PO 4 , N 2 O). Paljude uuri<strong>ja</strong>te arvates on bioloogilist päritolu<br />
määrdeainete tootmise <strong>ja</strong> kasutusega kaasnev fossiilsete kütuste kokkuhoid <strong>ja</strong><br />
kasvuhoonegaaside emissioonide vähenemine ökosüsteemi kvaliteedile siiski suurema<br />
tähtsusega võrreldes nende emissioonidega, millede puhul biomäärdeained olid halvemuses.<br />
Suhteliselt reserveeritumale seisukohale bioloogilisel toormel põhinevate energiakand<strong>ja</strong>te<br />
rollis globaalse soojenemise ärahoidmisel jääb Euroopa Keskkonnakomisjon. Vastavalt<br />
Euroopa Keskkonnakomisjoni arvamusele tuleks süsinikdioksiidi (CO 2 ) emissiooni<br />
vähendamisele hinnangu andmisel kõigepealt analüüsida ühe tonni CO 2 -e vähendamiseks<br />
tehtavaid kulutusi. Olelustsüklite alusel tehtud vastavad hinnangud varieeruvad vahemikud<br />
37 – 235 EUR tonni CO 2 -e kohta. Kulud CO 2 -e tonni vähendamiseks teiste kütuste, nagu<br />
bioetanool, olelustsüklite puhul on veelgi suuremad. Senised biokütuste olelustsüklite<br />
uuringud on tõestanud, et biokütuste kasutamisega saavutatav CO 2 -e emissioonide<br />
86
vähendamine on liiga kallis. Sama kehtib ka biokütuste propageerimiseks tehtavate riiklike<br />
maksusoodustuste kohta. See ei olekski sedavõrd oluline, kui biokütused oleksid tõepoolest<br />
võrreldes fossiilsete kütusega oluliselt keskkonnasõbralikumad. Paraku leiab Euroopa<br />
Keskkonnakomisjon, et CO 2 -e emissioonide vähendamise meetmena on biokütuste<br />
kasutamine üks kõige vähem kuluefektiivseid alternatiive. Tegevusega kaasnev rahaline kadu<br />
väljendub eelkõige selles, et riigil jääb kuluka CO 2 -e emissiooni vähendamise kõrval<br />
lõppkokkuvõttes vähem vahendeid teiste keskkonnaprobleemide lahendamiseks. Ülaltoodut<br />
arvestades võib väita, et kasvuhoonegaaside vähendamiseks tehtavad kulutused on nii<br />
saavutatavat efekti arvestades kui projektide kasumlikkust silmas pidades ma<strong>ja</strong>nduslikult<br />
raskesti põhjendatavad. Samuti ei ole seni piisavalt uuritud bioenergiakand<strong>ja</strong>te tootmisega<br />
seotud välismõjude (eelkõige keskkonnakahjustuste) ulatust <strong>ja</strong> nende rahalist ekvivalenti.<br />
Arvestades, et biomassi toodete olelustsüklid on sõltuvad paljudest kohalikest teguritest, tuleb<br />
olla ettevaatlik mu<strong>ja</strong>l saadud kogemuste automaatsest ekstrapoleerimisest Eesti oludesse.<br />
Konkreetsete biomassitoodetega seotud otsuste vastuvõtmiseks hädava<strong>ja</strong>liku informatsiooni<br />
hankimiseks tuleb kindlasti süvendatult analüüsida kohalike biomassitoodete elutsükleid<br />
konkreetsetes tingimustes.<br />
Algoritmi koostamise võimalikkusest <strong>ja</strong> otstarbekusest biomassi toode olelustsükli<br />
hindamisel<br />
Biomassi toodete olelustsüklite hindamise standardeid koos olelustsükli hindamisel<br />
arvessevõtmist va<strong>ja</strong>vate sisendite <strong>ja</strong> väljunditega on detailsemalt käsitletud põhiaruandes.<br />
Ülevaade biokütuste olelustsükli kõikide etappide energiavoogudest <strong>ja</strong> emissioonidest on<br />
toodud ka järgneval joonisel (vt Joonis 0.1).<br />
Vaatamata hindamise üldistatud skeemide sarnasusele erinevate biomassitoodete puhul tuleb<br />
siiski möönda, et unifitseeritud <strong>ja</strong> matemaatiliselt formaliseeritud algoritmi loomine biomassi<br />
toodete olelustsükli hindamiseks põrkub kohe paljudele nii praktilistele kui ka teoreetilistele<br />
raskustele. Põhimõtteliselt võib sellise algoritmi loomine (eriti pikemas a<strong>ja</strong>perspektiivis <strong>ja</strong><br />
piisavate vahendite olemasolul) olla küll tõenäoliselt võimalik, kuid see ei pruugi piisavalt<br />
kaasa aidata biomassi toodete toot<strong>ja</strong>te, tarbi<strong>ja</strong>te <strong>ja</strong> antud valdkonnas otsuste langeta<strong>ja</strong>te ees<br />
seisvate küsimuste lahendamisele. Eelneva väite selgitamiseks võiks tuua ühtsete algoritmide<br />
kasutamise võimalikkuse selliste strateegiliselt oluliste harude nagu näiteks kergetööstuse<br />
toodete olelustsükli hindamiseks või põlluma<strong>ja</strong>ndustoodete olelustsükli hindamiseks. Tuleb<br />
konstateerida, et isegi biokütuse tootmisega võrreldes vanades <strong>ja</strong> klassikalistes valdkondades<br />
ei ole väl<strong>ja</strong> senini väl<strong>ja</strong> töötatud ühtset algoritmi, vaid olelustsükleid hinnatakse ikka üksikute<br />
toodete või tootegruppide kaupa <strong>ja</strong> konkreetsete näidete alusel.<br />
87
Päikeseenergia<br />
Väetis,<br />
pestitsiidid,<br />
vesi<br />
Biomassi<br />
tootmine<br />
Biomassi<br />
transport<br />
Emissioonid<br />
Emissioonid<br />
Süsinikdioksiid<br />
CO2<br />
Hapnik<br />
O2<br />
Tootmise sisendid,<br />
ensüümid, pärm, vesi<br />
Biokütuse<br />
toodang<br />
Kaasproduktid,<br />
emissioonid,<br />
veekulu<br />
Biokütuse<br />
<strong>ja</strong>otamine<br />
Emissioonid<br />
Fossiilne<br />
energia<br />
Biokütuse<br />
tarbimine<br />
Emissioonid<br />
Taastuv<br />
energia<br />
Energia<br />
transpordiks<br />
Joonis 0.1. Ülevaade biokütuste olelustsükli kõikide etappide energiavoogudest <strong>ja</strong><br />
emissioonides<br />
Kindlasti ei ole biomassi toodete puhul takistuseks ühe või teise plokkskeemi (vt näiteks<br />
Joonis 0.1) matemaatilise formaliseerimise võimalikkus, mis on iseenesest vaid puhttehniline<br />
<strong>ja</strong> mittekeerukas ülesanne. Pigem peitub probleem olelustsükli enda olemuses, mida järgnevalt<br />
on püütud selgitada. Vastavalt üldtunnustatud käsitlusele 1 koosneb biomassi toodete olulise<br />
osa – biokütuste – olelustsükkel etappidest alates biomassi tootmisest kuni biokütuse<br />
kasutamiseni (vt eespool lk 30).<br />
Kõiki biokütuste olelustsükli etappe mõjutavad horisontaalsed tegurid, mida tuleb erinevate<br />
biokütuseliikide omavahelisel võrdlemisel või võrdlemisel fossiilsete kütustega võimalikult<br />
täpselt hinnata (sh energiabilanss, emissioonid, kasvuhoonegaaside emissioonid,<br />
keskkonnamõjud <strong>ja</strong> sotsiaal-ma<strong>ja</strong>nduslikud mõjud).<br />
Eeltoodu näitab, et kõikide olelustsükli etappide puhul (st iga etapi puhul eraldi (!)) tuleb<br />
arvesse võtta kõik horisontaalsed tegurid. Sisuliselt tähendab see nii organisatsiooniliselt kui<br />
tehnoloogiliselt kaugete tootmisetappide (näit. nisu kasvatamisel, nisust biokütuse tootmisel <strong>ja</strong><br />
selle põletamisel automootoris ei ole just palju ühist, tegemist on klassikaliselt lausa erinevaks<br />
peetavate ma<strong>ja</strong>ndusvaldkondadega) iseseisvat analüüsi, millede tulemused lõpuks liidetakse.<br />
Seega võib väita, et olelustsükli analüüsi põhiraskus lasub erinevate, üldjuhul üksteisega<br />
sisuliselt nõrgalt seotud etappide analüüsil, millega tegelevad sageli ka erinevad spetsialistid <strong>ja</strong><br />
uurimisgrupid. Näiteks on nisu kasvatamine, etanooli tootmine <strong>ja</strong> etanooli põletamine<br />
automootoris sedavõrd erinevad valdkonnad, et vastavate horisontaalsete teguritega tegelevad<br />
erinevad spetsialistid.<br />
Teiseks teguriks, mis seab kahtluse alla universaalse algoritmi koostamise otstarbekuse<br />
olelustsüklite hindamisel, on tõsiasi, et kuigi olelustsükli analüüsi etapid on standardi poolt<br />
suuresti ette kirjutatud, sõltub analüüsil arvessevõetav sisendite <strong>ja</strong> väljundite nomenklatuur<br />
analüüsi otstarbest. Kindlasti ei ole va<strong>ja</strong>lik (ega ka ilmselt mitte võimalik) võtta arvesse kõiki<br />
tegureid. Muudaks ju kõikide põhimõtteliselt väl<strong>ja</strong>selgitatavate tegurite arvessevõtmine<br />
1 Rutz, D. Janssen, R., 2007 BioFuel Technology Handbook. WIP Renewable Energies,<br />
München.<br />
88
olelustsükli analüüsi äärmiselt keerukaks <strong>ja</strong> ressursimahukaks. Konkreetse olelustsükli<br />
analüüsil arvessevõetavad sisendid <strong>ja</strong> väljundid peavad vastama analüüsi iseloomule <strong>ja</strong><br />
otstarbele, kindlustades analüüsi ma<strong>ja</strong>ndusliku efektiivsuse (st tehtavad kulutused peavad<br />
korreleeruma analüüsist saadava tuluga). Tõsiasi, et analüüsil kasutatavate sisendite <strong>ja</strong><br />
analüüsi tulemusena taotletavate väljundite hulk erineb nii sama tooterühma erineva otstarbega<br />
(suunitlusega) analüüsidel kui ka erinevate tootegruppide analüüsidel, on teiseks oluliseks<br />
argumendiks unifitseeritud algoritmi kasutamise võimalikkuse vastu.<br />
Eestis piiratud ressursside tingimustes on mõistlik keskenduda meile strateegiliselt oluliste<br />
biomassitoodete olelustsüklite süvendatud analüüsile. Sellisteks biomassi toodeteks võiksid<br />
olla näiteks biodiisel 2 , aga samuti puiduhake <strong>ja</strong> energiavõsa, millede olelustsüklite analüüs<br />
siiani samuti puudub. Olelustsüklite analüüside töömahukus on, nagu juba eespool mainitud,<br />
otseses sõltuvuses analüüsi eesmärkidest. Eeldusel, et analüüsid peaksid võimaldama<br />
motiveeritud ma<strong>ja</strong>nduspoliitiliste (sh fiskaalsete) otsuste vastuvõtmist, oleks nn tehnilise<br />
analüüsi kõrval otstarbekas keskenduda ka olelustsüklite ma<strong>ja</strong>nduslikule (tulude-kulude)<br />
analüüsile. Antud analüüsi sisuks oleks analüüsitava biomassitoote olelustsükli kõikide<br />
etappide klassikaline kulude-tulude analüüs, kusjuures diskonteeritud rahavoogude tulemid<br />
summeeritakse, saades nii ma<strong>ja</strong>nduspoliitiliste otsuste tarvis väärtuslikku informatsiooni kogu<br />
olelustsükli tulude-kulude kohta. Ühe biomassi toote (tooterühma) kogu olelustsükli<br />
ma<strong>ja</strong>ndusliku analüüsi maht sõltub jällegi arvessevõetavate tegurite hulgast 3 , kuid uurimuse<br />
maksumuse suurusjärk algab TTÜ Ma<strong>ja</strong>ndusuuringute teaduskeskuse hinnangul 0,5 miljonist<br />
kroonist. Kõigi tootegrupi olelustsükli etappide analüüs horisontaalsete tegurite kaupa oleks<br />
aga tõeline väl<strong>ja</strong>kutse, mille maksumuse üle on raske siinkohal spekuleerida.<br />
Praktiliselt kasutatava unifitseeritud algoritmi koostamine kõikide biomassi toodete<br />
olelustsüklite analüüsiks ei ole aga autori arvates otstarbekas ega ka tõenäoliselt mitte<br />
võimalik.<br />
Eesti osalemine Euroopa Liidu teadus- <strong>ja</strong> arendustegevuse raamprogrammides –<br />
võimalused <strong>ja</strong> valikud energiasektorile<br />
6. raamprogramm oli avatud aastatel 2002 – 2006. Kõik energia valdkonda puudutavad<br />
teemad koondati ühise nimeta<strong>ja</strong> – säästlikud energiasüsteemid – alla ning valdkonna<br />
koordineerimine <strong>ja</strong>gunes kahe direktoraadi – DG RTD (teaduse peadirektoraat) <strong>ja</strong> DG TREN<br />
(energia- <strong>ja</strong> transpordi peadirektoraat) vahel. Strateegiliseks eesmärgiks oli<br />
kasvuhoonegaaside <strong>ja</strong> muude kahjulike emissioonide vähendamine, energiaga varustatuse<br />
kindlustamine, taastuvate energiaallikate üha laiem kasutamine ning Euroopa tööstuse<br />
konkurentsivõime tõstmine.<br />
Valdkonna võimalikud tegevused <strong>ja</strong>gunesid 7 teema vahel:<br />
• Puhas energia, eriti taastuvad energiaallikad <strong>ja</strong> nende integreerimine<br />
energiasüsteemidesse, sh energia salvestamine, <strong>ja</strong>otamine <strong>ja</strong> kasutamine<br />
• Energiasääst <strong>ja</strong> energiatõhusus, sh tulemused, mis on saavutatavad taastuvate<br />
toorainete kasutamisel<br />
• Alternatiivsed mootorikütused<br />
• Kütuseelemendid <strong>ja</strong> nende kasutamine<br />
• Uued tehnoloogiad energiakand<strong>ja</strong>te, eriti vesiniku, transportimiseks <strong>ja</strong> salvestamiseks<br />
• Taastuvate energiatehnoloogiate uued <strong>ja</strong> eesrindlikud lahendused<br />
2 Analüüsides Riigikontrolli aruannet AS Weroli kohta võib väita, et tekkinud raskuste peamiseks põhjuseks oli<br />
muuhulgas toodangu olelustsükli teadusliku analüüsi (eriti finantsanalüüsi) puudumine.<br />
3 Näiteks tootmise väliskulude (externalities) rahalise ekvivalendi arvessevõtmine, mis on biomassi toodete<br />
tegelike keskkonnamõjude üle otsustamisel võtmetähtsusega, muudab tulude-kulude analüüsi võrreldes vaid<br />
utilitaarsete tegurite arvestamisega tunduvalt mahukamaks.<br />
89
• CO 2 heitkoguste vähendamine, mis on seotud puhtamate tehnoloogiatega fossiilseid<br />
kütuseid kasutavates energiatoot<strong>ja</strong>tes<br />
Teaduse peadirektoraat korraldas kokku 8 projektikonkurssi, kuhu laekunud 605 taotlust<br />
hinnati 6 hindamis-sessiooni käigus, mille tulemusena sõlmiti 125 rahastuslepingut, sealhulgas<br />
33 IPd, 5 NoEd, 58 STREPi, 15 CAd <strong>ja</strong> 14 SSAd – seega on edukuse protsent 20,66.<br />
DG TREN 5 projektikonkursile laekus kokku 627 taotlust, millest nel<strong>ja</strong> hindamis-sessiooni<br />
tulemusena jõudsid lepinguni 132 (edukus 21%), sealhulgas 36 IPd, 49 STREPi, 8 CAd <strong>ja</strong> 39<br />
SSAd.<br />
Eestist esitati kokku 45 taotlust, kuhu olid kaasatud 54 partnerit. Edukaks osutus 14 projekti<br />
20 partneriga. Eesti partnerid on kaasatud 5 integreeritud projekti, kolme STREPi, kahte<br />
koordineerimistegevusse <strong>ja</strong> nel<strong>ja</strong> SSAsse. Eesti partnerite osa üldises 111,8 milj € eelarves oli<br />
ligi 5,5 milj €, kusjuures Euroopa Komisjoni poolt eraldatud 54,4 milj Eurost jõudis Eesti<br />
partneriteni kokku 2,76 miljonit ehk 5%. Kõige suurem grant oli 995 126 €, kõige väiksem<br />
15 000 €. Kõige rohkem Eestist pärit partnereid – kokku 5 oli kaasatud projekti VISIT 2008.<br />
Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia alla kvalifitseeruvaid projekte laekus Eestist 15, millest 5 said<br />
rahastuse. Projektide hulgas oli 4 SSAd <strong>ja</strong> üks CA. Projektide kogumaksumus oli 4 577 127 €,<br />
millest Euroopa Komisjonilt saadi grandina 3 377 519 €. Eesti partnerite osaks üldises<br />
eelarves kujunes 200 038 €, millest Euroopa Komisjonilt saadi grandina 196 389€. SSAde<br />
näol on enamasti tegemist andmete kogumise, töötlemise <strong>ja</strong> võrdlemisega ning info<br />
levitamisega. Projektid hõlmasid järgmisi teemasid:<br />
1. Meetmed taastuvate kütuste osa suurendamiseks elektri- <strong>ja</strong> soojusenergia<br />
koostootmiseks uutes liikmesriikides<br />
2. Info levitamine <strong>ja</strong> teadmiste siire vanadelt liikmesriikidelt uutele biomassi <strong>ja</strong> fossiilsete<br />
kütuste efektiivse koospõletamise uusimate tehnoloogiate kohta<br />
3. Soojussalvestitega koostootmis<strong>ja</strong>amade kasutamise võimalused tuule<strong>ja</strong>amade<br />
tasakaalustamisel<br />
4. Biomassi ressursi <strong>ja</strong> selle kasutamismeetodite kaardistamine Euroopas, võrgustiku<br />
loomine biomassi koospõletamisega tegelevate teadusasutuste vahel<br />
5. Energiatootmises biomassi kasutamise edulugude <strong>ja</strong> parimate bioenergia tehnoloogiate<br />
tutvustamiseks filmi tegemine <strong>ja</strong> levitamine<br />
Valdkonnavälisel konkursil osutusid edukateks üks väikese <strong>ja</strong> keskmise suurusega ettevõtetele<br />
suunatud projekt (CRAFT), mis käsitles heitvee <strong>ja</strong> jääkmuda kasutamist efektiivseks biomassi<br />
tootmiseks kiirekasvuliste energiakultuuride istanduses <strong>ja</strong> üks kollektiivseks<br />
uurimistegevuseks mõeldud projekt (CLR), milles analüüsiti heitvee kasutamist<br />
energiakultuuride istanduste niisutussüsteemides. Need projektid tõid Eestisse täiendavalt 426<br />
526 €.<br />
7. raamprogramm kuulutati avatuks 2006. aasta lõpus <strong>ja</strong> esimeste projektikonkursside tähta<strong>ja</strong>d<br />
jäid 2007. aasta esimesse poolde. Energia teema ehk 5. temaatiline prioriteet on üks osa 7.<br />
raamprogrammi koostöö programmist, mis sarnaselt 6. raamprogrammiga on 2 direktoraadi<br />
DG RTD <strong>ja</strong> DG TREN administreerida.<br />
5. prioriteedi eesmärgiks on praeguse fossiilkütustel põhineva energiasüsteemi<br />
ümberkujundamine säästvamaks, mis põhineks erinevatel energiaallikatel <strong>ja</strong> –kand<strong>ja</strong>tel, võttes<br />
üha rohkem kasutusele uusi <strong>ja</strong> taastuvaid energiaressursse, koos tõhusama energiakasutusega<br />
kogu energiasektoris, et lahendada varustuskindluse <strong>ja</strong> kliimamuutustega seotud pakilisi<br />
ülesandeid, vähendades samas energiatootmise keskkonnamõjusid <strong>ja</strong> suurendades Euroopa<br />
energiatööstuse konkurentsivõimet.<br />
5. prioriteet <strong>ja</strong>guneb 9 tegevuseks (sulgudes on ära märgitud vastutav direktoraat). Loetelus on<br />
väl<strong>ja</strong> toodud need teemad, mis on seotud bioenergia valdkonnaga.<br />
1. Vesinik <strong>ja</strong> kütuseelemendid (DG TREN <strong>ja</strong> DG RTD)<br />
90
2. Elektri tootmine taastuvatest energiaressurssidest (DG TREN <strong>ja</strong> DG RTD)<br />
3. Kütuste tootmine taastuvressurssidest (DG TREN <strong>ja</strong> DG RTD)<br />
4. Taastuvad energiaallikad kütmiseks <strong>ja</strong> <strong>ja</strong>hutamiseks (DG TREN)<br />
5. CO 2 sidumine <strong>ja</strong> salvestamine saastevabaks energiatootmiseks (DG RTD)<br />
6. Puhtad söepõletustehnoloogiad (DG TREN)<br />
7. Intelligentsed energiavõrgud (DG TREN <strong>ja</strong> DG RTD)<br />
8. Energiatõhusus <strong>ja</strong> energiasääst (DG TREN)<br />
9. Energiapoliitiliste otsuste tegemiseks va<strong>ja</strong>likud teadmised (DG TREN <strong>ja</strong> DG RTD)<br />
Mater<strong>ja</strong>litootmine biomassist; biomater<strong>ja</strong>lide kasutamine <strong>ja</strong> trendid (sh<br />
ehitusmater<strong>ja</strong>lid, tarbe- <strong>ja</strong> tööstuskeemia, bioplastid, komposiitmater<strong>ja</strong>lid jm)<br />
Nii põlluma<strong>ja</strong>nduslikku kui looduslikku biomassi on võimalik kasutada mitmel eesmärgil.<br />
Põlluma<strong>ja</strong>ndusliku biomassi kasutusvaldkonnad on laienenud <strong>ja</strong> see põhjustab toormeturul<br />
järjest kasvavat konkurentsi. Biomassi kasutavate konkureerivate kasutusvaldkondade hulka<br />
kuuluvad:<br />
• põlluma<strong>ja</strong>ndussaaduste kasvatamine inim- <strong>ja</strong> loomatoiduks;<br />
• õlikultuuride, energiaheina, jne kasvatamine energia saamiseks või vedelate biokütuste<br />
tootmise tooraineks;<br />
• biomassi kasutamine mitmesuguste mater<strong>ja</strong>lide tootmiseks, sh tselluloosi,<br />
ehitusmater<strong>ja</strong>lide, keemiatoodete, bioplastide, jne.<br />
Põllukultuure on Eestis siiani toodetud eelkõige inimtoiduks <strong>ja</strong> loomasöödaks, viimasel a<strong>ja</strong>l ka<br />
taimeõli (rapsiõli) tootmiseks. Lina tootmine kiu saamiseks on praktiliselt lõpetatud, vähesel<br />
määral on toodetud linaluuplaate. Roogu <strong>ja</strong> vähemal määral õlgi on kasutatud ka<br />
ehitusmater<strong>ja</strong>lidena (katuse- <strong>ja</strong> isolatsioonimater<strong>ja</strong>lidena). Nende mater<strong>ja</strong>lide kasutamist<br />
ehitusmater<strong>ja</strong>lidena või ehitusmater<strong>ja</strong>lide tootmiseks võib pidada ma<strong>ja</strong>nduslikult eelistatumaks<br />
kui põletamist.<br />
Puidu kasutamisest tselluloosi <strong>ja</strong> ehitusmater<strong>ja</strong>lide tootmiseks<br />
Puidu kasutamisel on põhieesmärk kvaliteetse tarbepuidu saamine, vähemkvaliteetne puit<br />
leiab rakendamist tselluloositööstuses <strong>ja</strong> ehitusmater<strong>ja</strong>lide tootmisel (puitlaast- <strong>ja</strong><br />
puitkiudplaadid) ning nendel eesmärkidel mittekasutatav puit, samuti metsa ülestöötamise <strong>ja</strong><br />
töötlemise jäägid kui odav <strong>ja</strong> toormena mittekasutatav mater<strong>ja</strong>l sobib kasutamiseks kütusena.<br />
Kokkuvõte praegusest puidu biomassi mitteenergeetilisest kasutamisest on toodud järgnevas<br />
tabelis (vt Tabel 0.1).<br />
Tabel 0.1. Puidu biomassi erikulu <strong>ja</strong> summaarne kulu erinevate toodete <strong>ja</strong>oks<br />
Toode Ettevõte Tooraine kulu<br />
2006<br />
Puitmass<br />
AS Estonian<br />
Cell<br />
Toodang<br />
Erikulu<br />
380 000 tm/a 988 000 m 3 /a 2,6 tm/m 3<br />
Tselluloos Horizon 335 600 tm 67112 t 5,0 – 5,2 tm/t<br />
Puitkiudplaat<br />
AS<br />
„Viisnurk“<br />
Puitlaastplaat AS Repo<br />
Vabrikud<br />
(Püssi)<br />
57 000 tm /a 22.4 milj. m 2 ehk<br />
12 000 t/a ehk<br />
30 000 m 3 /a<br />
392 020 tm /a 230.6 tuh. m 3 1,7 tm/m 3<br />
1,9 tm /m 3<br />
tihedus 230-260 kg/m 3<br />
tihedus 680 kg/m 3<br />
niiskussisaldus 5 – 13%<br />
91
Bioplasti tootmistehnoloogiad <strong>ja</strong> bioplasti Eestis tootmise eeldused<br />
92<br />
saepuru umbes 25%<br />
a. Bioplasti tootmise eeldused Eestis<br />
Enamik turul olevate bioplastide biopolümeersest osast saadakse kas tärklise modifitseerimisel<br />
või tärklise hüdrolüüsil saadud glükoosi kasutamisel mikroobisöötme süsinikuallikana. Nende<br />
bio-päritoluliste polümeeride tootmiseks Eestis eeldused puuduvad.<br />
Lühikeses perspektiivis on prognoos negatiivne seoses tärklise hinna järsu tõusuga<br />
(kahekordistus 2007 aastal). Tärklise hind on bio-päritoluliste plastide hinna kujunemisel väga<br />
kriitiline faktor. Tärklise maailmaturu hinda lähiaastatel on võimatu ennustada, kuna see<br />
kujuneb eritasemeliste mõjurite, nii pakkumise <strong>ja</strong> tarbimise poolsete muutuste, integreeritud<br />
tulemina. Näiteks sõltub see bioenergeetika programmidest <strong>ja</strong> nende subsideerimisviisidest,<br />
vil<strong>ja</strong>saagist suuremates põlluma<strong>ja</strong>nduspiirkondades, toornafta hinnast maailmas, jne. Kiiret<br />
hinnalangust praeguses situatsioonis ei ennustata.<br />
Ka pikemas perspektiivis on tärklise-põhise biopolümeeri tootmine Eestis väheusutav, kuna<br />
lõunamaades toodetakse tehniliseks kasutuseks sobivamaid <strong>ja</strong> märksa odavamaid tärkliseid<br />
(saago, kassaava [e. tapiokk; maniokk], bataat, <strong>ja</strong>mss). Eesti ei ole enam ka nii odava tööjõuga<br />
<strong>ja</strong> lõdva keskkonnaalase seadustikuga maa, et tasuks ära nimetatud tärkliste allhankena<br />
ümbertöötlemine.<br />
Eestis on mõningad eeldused mõnede teiselaadsete bio-päritoluliste polümeeride tootmiseks.<br />
1. Kvaliteetne kanepikiud.<br />
Klimaatiliselt on kanepi kasvatamine Eestis seotud mõningase riskiga, kuid võimalik.<br />
Mõlemad tehnilised kultuurid - kanep <strong>ja</strong> lina – on viimasel a<strong>ja</strong>l pälvinud tähelepanu<br />
funktsionaalse toitumise seisukohalt kui nn. oomega-3 rasvhapete allikad. Kuigi linas on<br />
oomega-3 rasvhapete osakaal tunduvalt suurem kui kanepis, on viimane organoleptiliselt palju<br />
paremate omadustega. Linaõli rääsub juba mõne päevaga <strong>ja</strong> va<strong>ja</strong>b sissevõtmiseks selget<br />
motiveeritust, kanepiseemneõli on aga veidi stabiilsem <strong>ja</strong> meeldiva pähklimaitsega õli. Samas<br />
on õlikanepi seemnete hektarisaak üsna väike (näiteks umbes poole väiksem rapsi omast).<br />
Iseäranis halb on seemnete kaalu suhe kanepist tekkiva biomassiga. Ka õlikanep on kanep.<br />
Kanepikiud on hinnaline <strong>ja</strong> kvaliteetne tsellulooskiud, ületades mitmes suhtes ka puuvilla. Kiu<br />
tootmiseks sobiksid nii õlikanepi põhk kui kiukanep. Kanepi tootmine Eestis eeldaks aga<br />
mitmete probleemide eelnevat lahendamist (vt. alapunkt b).<br />
2. Polüoolide <strong>ja</strong> polüuretaanide tootmine rapsiõlist.<br />
Raps on meie piirkonna peamine õlikultuur. Rapsiõli tootmises võib lähiaastatel tekkida<br />
turuprobleeme. Ühelt poolt reageerivad põllumehed teravil<strong>ja</strong> hinna tõusule <strong>ja</strong> asuvad eelistama<br />
vil<strong>ja</strong> kasvatamist, mis kergitab kiiresti rapsiseemne kokkuostuhinda. Ka imporditava seemne<br />
hind võib kiiresti tõusta, kuna Ida-Euroopa maad arendavad praegu kiires korras väl<strong>ja</strong><br />
omamaist õlitööstust. Teisalt võib suurtarbi<strong>ja</strong>te huvi vähenemise tõttu järsult väheneda<br />
biodiisli tootmisesse suunatava toorõli hulk. Kuna vastava tööstuse laiendamiseks va<strong>ja</strong>likud<br />
investeerimisotsused on juba tehtud <strong>ja</strong> turule reageerimisel ilmneb siin mõningane inerts, võib<br />
ette näha va<strong>ja</strong>dust hakata tootma õlist uusi <strong>ja</strong> kallimaid mater<strong>ja</strong>le.<br />
b. Lähtealused biomassist mater<strong>ja</strong>litootmise järgmiste sammude ametlikuks<br />
kavandamiseks Eestis;<br />
Üheks esmaseks lähtealuseks, mida tuleks tootearenduslike projektide kavandamisel järgida,<br />
on selgete eeliste andmine kodumaistele lahendustele <strong>ja</strong> nende väl<strong>ja</strong>töötamisele. Niikaua, kuni<br />
ettevõtetel on vastavate finantstoetuste taotlemisel kasulikum <strong>ja</strong> lihtsam näidata Euroopa<br />
Liidust vastavate tehnoloogiate, oskusteabe või seadmete sisseostmist, ei ole loosungil<br />
teadmistepõhisest <strong>ja</strong> tehnoloogiaid eksportivast Eestist mingit sisulist katet. Pealegi on<br />
imporditav oskusteave, sisseseaded <strong>ja</strong> tehnoloogiad tihti üledimensioneeritud, otseselt
mitteva<strong>ja</strong>like komponentide lisamise tõttu põhjendamatult kõrge hinnaga, või vastupidi, vahel<br />
hoopis tehnoloogia eilne päev.<br />
Suunatud tehnoloogilise innovatsiooni loomine, mis maksimaalselt rakendaks omamaist<br />
potentsiaali <strong>ja</strong> oleks võimeline sünteesima ning analüüsima erinevaid lahendusi eeldab<br />
teaduslikku kompetentsi. Selgelt rakenduslike uuringute <strong>ja</strong> väl<strong>ja</strong>töötluste puhul, millistega<br />
kaasneb oskusteabe sünd, ei ole kõrgkoolid aga esmaste täit<strong>ja</strong>te <strong>ja</strong> koordinaatoritena kõige<br />
sobivamad institutsioonid, see roll oleks parem anda tehnoloogiale orienteeritud<br />
äristruktuurile, mis vastavalt va<strong>ja</strong>dusele tellib va<strong>ja</strong>likku tööjõudu akadeemilistelt asutustelt <strong>ja</strong><br />
instituutidelt. Selle skeemi kohaselt oleks paremini paigas oskusteabe juriidiline kuuluvus,<br />
lihtsam määratleda vastutust <strong>ja</strong> defineerida üheselt mõistetavaid tööülesandeid. Ideaalis peaks<br />
selline firma rakendama üheaegselt akadeemilise taustaga tehnolooge <strong>ja</strong> ma<strong>ja</strong>ndusspetsialiste.<br />
Arvestades Eesti väiksust tuleks vastav firma ellu kutsuda tellimuslikult, ad hoc.<br />
Eelmises punktis väl<strong>ja</strong>pakutavad tselluloosi- <strong>ja</strong> õli-põhiste mater<strong>ja</strong>lide väl<strong>ja</strong>töötamine eeldab<br />
mitmete rakenduslike uuringute tellimist <strong>ja</strong> läbiviimist.<br />
1. Kanepi koristamine <strong>ja</strong> sellest kiu tootmine va<strong>ja</strong>b esmalt kasvatatava kanepi <strong>ja</strong> lina mahtude<br />
<strong>ja</strong> töötlemiskohtade logistilist analüüsi, positiivse prognoosi korral vastava tänapäevase<br />
agrotehnika loomist. Praegu ei ole head tehnoloogiat ei õlikanepile ega ka kiukanepi<br />
koristamiseks. Samas on va<strong>ja</strong> kaasaegset lahendust lõigatud kanepi (sama kehtib ka lina<br />
puhul) esmaseks töötlemiseks <strong>ja</strong> kiu eraldamiseks. Olemasolevatest mehhaanilistest,<br />
keemilistest <strong>ja</strong> ensümoloogilistest meetoditest on kahtlemata meie oludes kõige<br />
keskkonnasõbralikum ensüümide kasutamine. Ensüümpreparaatidest märksa odavam oleks<br />
siiski vastavate mikroorganismide vahetu rakendamine. Neid on maailmas teada/uuritud<br />
palju, vaid müügiloogika toetab ensüümpreparaatide tootmist.<br />
2. Rapsiõli pressimisel on Werol Tehased Eestis suurim tegi<strong>ja</strong>. Kuna tootearendus peaks<br />
olema toot<strong>ja</strong> huvi, on vastava väl<strong>ja</strong>töötluse algatamine kahtlemata nende mure. Juhul kui<br />
ma<strong>ja</strong>ndussituatsioon neid tõesti virgutab rakendusuuringuteks või tootearenduseks raha<br />
taotlema, siis on tõenäosus, et sellest saab puhtalt välismaise „valmislahenduse“ sisseost,<br />
küllalt suur.<br />
3. Polüuretaani tüüpi osalise bio-päritoluga polümeeride tootmine on üks võimalikest õli<br />
kasutamise viisidest. Rakendusuuringus on võimalik kasutada rahvusvahelise allhanke<br />
kõrval kodumaist teavet.<br />
Biomassi energia kasutamise edendamise korraldus <strong>ja</strong> meetmed Eestis<br />
Biomassis sisalduva energia tootmise <strong>ja</strong> kasutamise edendamiseks Eestis on seni võetud<br />
riiklikke meetmeid väga vähesel määral. Seni kasutatud meetmeid võib <strong>ja</strong>otada järgnevalt:<br />
• tootmise/käidu otsene toetamine;<br />
• kaudne toetus maksustamise kaudu:<br />
o maksusoodustused,<br />
o KHG /fossiilkütuste põletamisest tekkiva saaste maksustamine;<br />
• toetused investeeringutele.<br />
Suhteliselt pikka aega jõus olevaks toetuseks (alates 1998. aastast) on riigi poolt<br />
elektrivõrguettevõtetele pandud kohustus osta kindlaks määratud hinnaga ära taastuvatest<br />
energiaressurssidest toodetud elekter. Taastuvallikatest toodetud elektri koguste muutumise<br />
analüüs näitab soodustuste mõju võib küll tuuleenergia kasutamisel, kuid mitte biomassi<br />
kasutamisel elektri tootmiseks – puitu elektri tootmiseks Eestis peaaegu ei kasutata.<br />
Bioloogilise päritoluga kütuste kasutamise osas saab märkida ainult prügilagaasi, kui biogaasi<br />
ühe liigi, kasutamist. Kuigi prügilagaasist toodetud elektri kogus kasvas perioodil 2003– 2005<br />
ligi 2,5 korda, on selle osatähtsus ikkagi väga marginaalne. Siiski, tulenevalt ostuhindade <strong>ja</strong><br />
toetuste tõstmisest alates 1. maist 2007. a on tõenäoliselt juba paaril järgmisel aastal oodata<br />
93
mitme uue soojust <strong>ja</strong> elektrit koostootva <strong>ja</strong>ama käivitamist, mis hakkavad kasutama kütusena<br />
nii turvast kui puiduhaket. Seejuures võib uute <strong>ja</strong>amade poolt va<strong>ja</strong>tava puiduhakke kogus<br />
ulatuda kuni 2 miljoni puistekuupmeetrini. Selline lisakogus suurtarbi<strong>ja</strong>te poolt va<strong>ja</strong>tavat<br />
puiduhaket tekitab tõenäoliselt puiduturul suuri muudatusi <strong>ja</strong> põhjustab probleeme<br />
väiketarbi<strong>ja</strong>tele.<br />
Elektritootmist puudutavate soodustuste osas tuleb negatiivselt märkida as<strong>ja</strong>olu, et<br />
kohustuslikult ostetava elektrienergia eest makstavat hinda <strong>ja</strong> ka selle määramise põhimõtteid<br />
on muudetud kümneaastase perioodi jooksul kolmel korral. Võib väita, et selline praktika<br />
rikub õiguspärase ootuse printsiipi <strong>ja</strong> ei anna potentsiaalsetele investoritele piisavalt selget<br />
kindlust äriplaanide tegemiseks.<br />
Biokütuste kasutamist soojuse <strong>ja</strong> elektri tootmisel saab teatud määral soodustada maksustades<br />
ettevõt<strong>ja</strong>id lähtudes nende poolt kasutatud kütuste põletamise keskkonnamõjust, konkreetselt<br />
õhku eralduva süsinikdioksiidi (CO 2 ) kogusest. Vastavalt keskkonnatasude seadusele maksab<br />
CO 2 välisõhku heitmise eest saastetasu soojuse toot<strong>ja</strong> vastavalt soojuse tootmisel välisõhku<br />
eraldunud CO 2 kogusele, kuid see nõue ei laiene biomassile elektrituruseaduse tähenduses ega<br />
turba või sellest valmistatud kütuse põletamisele ega jäätmete energiakasutusele.<br />
Bioloogilise päritoluga kütuste tootmist <strong>ja</strong> kasutamist rohkem mõjutavaks maksusoodustuseks<br />
on aktsiisivabastus biokütustele. Biokütuse aktsiisist vabastamine on sätestatud alkoholi-,<br />
tubaka-, kütuse- <strong>ja</strong> elektriaktsiisi seaduse muudatusega, mis hakkas kehtima 1. <strong>ja</strong>anuarist<br />
2005. a. Euroopa Komisjoni poolt tehtud otsuse kohaselt on Eestil õigus kohaldada<br />
biokütusele aktsiisivabastust maksimaalselt kuni aastani 2011. Komisjoni otsuse kohaselt on<br />
Eestil õigus täielikult aktsiisist vabastada biodiislikütus (vastavalt kombineeritud<br />
nomenklatuurile: 1507 – 1518), biomassist valmistatud taimeõlid (3824 90 55 <strong>ja</strong> 3824 90 80 –<br />
3824 90 99) ning põlluma<strong>ja</strong>ndustoodetest või taimset päritolu toodetest valmistatud<br />
bioetanool (2207 20 00 <strong>ja</strong> 2905 11 00). Biokütuste suhtes rakendatud aktsiisivabastuse mõju<br />
analüüsimiseks on soodustuse periood liialt lühike. Statistikaameti poolt koostatavas<br />
energiabilansis vedelaid biokütuseid veel ei ka<strong>ja</strong>stata. Maksu- <strong>ja</strong> Tolliameti andmetel on<br />
kehtivad biokütuste tootmise <strong>ja</strong> tarbimisse andmise load 11 ettevõttel, kelle poolt toodeti 2006.<br />
aastal ligi 5 tuhat tonni vedelaid biokütuseid (diislikütust), sellest anti tarbimisse 1,17 tuh t.<br />
Need on väga tagasihoidlikud kogused, lisaks näitab vedelate biokütuste, konkreetselt<br />
biodiislikütuse, tootmise Eestis arendamise analüüs teatud tagasitõmbumist. Mõned väiksemad<br />
toot<strong>ja</strong>d on tootmise isegi peatanud nimetades peamise põhjusena fossiil- <strong>ja</strong> biodiislikütuste<br />
liiga väikest hinnavahet. Mitmed kavandatud plaanid biodiisli tehaste ra<strong>ja</strong>miseks on<br />
külmutatud. Samas pandi Paldiskis 2007. a juunis nurgakivi Eesti suurimale biodiisli tehasele,<br />
mis peaks kavade kohaselt hakkama tootma umbes 100 000 tonni biokütust aastas.<br />
Eraldi tuleb vaadelda biokütuste kasutamiseks tehtud investeeringute toetamist, mis on olnud<br />
kahjuks ebaregulaarne, osaliselt isegi juhusliku iseloomuga. Sellise olukorra peamiseks<br />
põhjuseks võib lugeda riigipoolse rahastamise süsteemi puudumist. Investeeringutoetused on<br />
olnud projektipõhised <strong>ja</strong> neid on antud mitmesugustest allikatest. Tegemist on olnud põhiliselt<br />
kaugküttekatlama<strong>ja</strong>de üleviimisega importkütuselt kohalikule kütusele, milleks on olnud<br />
peamiselt puiduhake, kuid ka turvas, mida ei klassifitseerita taastuvaks energiaressursiks.<br />
EL ühisrakendusprojektid (joint implementation) Eestis on seni olnud samuti taastuvate<br />
energiaallikate kasutuselevõtmisega seonduvad, kuid valdavalt on sellest allikast toetatud<br />
tuuleenergia kasutamise projekte. Siiski on mõned projektid seotud ka biomassi<br />
rakendamisega: Paide, Tamsalu <strong>ja</strong> Kadrina väikekatlama<strong>ja</strong>d, samuti Saaremaa loomsete<br />
jäätmete käitlemise tehas.<br />
Bioloogiliste energiaressursside kasutamist soojuse <strong>ja</strong> elektri tootmisel on senistest meetmetest<br />
kõige tõhusamalt edendanud ühekordsed välisabi raames saadud investeeringutoetused, eriti<br />
need, millega kaasnes ka oskusteabe levitamine <strong>ja</strong> konsultatsioonid vastava ala spetsialistidelt<br />
94
välisriikidest. Elektrituruseadusega võimaldatavad soodustusega ostuhinnad <strong>ja</strong> alates 1. maist<br />
2007. a ka toetused on seni toonud juurde põhiliselt tuuleenergiast elektri toot<strong>ja</strong>id.<br />
Vedelate biokütuste tootmise <strong>ja</strong> kasutamise edendamiseks võimaldatud biokütuste<br />
aktsiisivabastuse mõju on seni olnud tagasihoidlik, kuid on siiski üksikuid märke teatud<br />
elavnemisest selles valdkonnas.<br />
Uute meetmete kavandamisel tuleb kindlasti arvestada EL nõudeid riigiabi kohta.<br />
Biomassi kasvatamist <strong>ja</strong> jätkusuutlikku kasutamist edendavate meetmete kavandamisele peaks<br />
eelnema biomassi kasutamise prioriteetide määratlemine, mille juures võiks lähtuda näiteks<br />
järgmistest kasutusotstarvetest:<br />
• (inim-)toit;<br />
• (looma-)sööt;<br />
• toormater<strong>ja</strong>l (s.h ehitusmater<strong>ja</strong>l);<br />
• energia (soojus, elekter, kütused, eristades esimese <strong>ja</strong> teise põlvkonna biokütuste<br />
tootmist).<br />
Tuleb arvestada sellega, et toetus energiakultuuride kasvatamiseks võib rikkuda vaba<br />
konkurentsi energia- <strong>ja</strong> toidu- ning söödakultuuride kasvatamise vahel, mille üheks<br />
tulemuseks on toiduainete hindade tõus, kuid samas ka nende nappus.<br />
Biokütuste tooraine kasvatamise <strong>ja</strong> tootmise osas tuleks esmalt kaaluda vastava regionaalse<br />
infrastruktuuri loomise toetamist, nt tehniliste seadmete ühiskasutuse või vastavate teenuste<br />
pakkumise tekke soodustamist.<br />
Soodustavate meetmete kasutuselevõtule peab kindalasti eelnema mitmekülgne analüüs, mis ei<br />
tohiks piirduda ainult otseste finantskulude <strong>ja</strong> -tulude võrdlemisega, vaid peaks sisaldama<br />
toetusobjekti kogu olelustsükli analüüsi. Selline analüüs peaks hõlmama nii energeetilist<br />
koondbilanssi kui ka keskkonnamõju aspekte.<br />
Ettevaatlik peaks olema bioloogilise päritoluga jäätmete kasutamise toetamisega, et mitte<br />
rikkuda jäätmete tekke vähendamiseks <strong>ja</strong> nende taaskasutamiseks võetud meetmete mõju.<br />
Tuleb märkida, et põletamine soojuse tootmiseks on kõige suurema kasuteguriga biomassi<br />
kasutusala, s.t väikseimate summaarsete energiakadudega protsess, kui võrrelda kõiki<br />
võimalusi biomassi energeetiliseks kasutamiseks. Biokütuste ulatuslikuma kasutamise<br />
saavutamiseks statsionaarsetes seadmetes on tõenäoliselt otstarbekas jätkata tegevusabi, mis<br />
on sätestatud elektrituruseaduses <strong>ja</strong> millega soodustatakse taastuvallikate kasutamist nii eraldi<br />
elektri tootmisel kui ka elektri <strong>ja</strong> soojuse koostootmisel<br />
Transpordis kasutatavate biokütuste tarbimist soodustava meetmena on otstarbekas jätkata<br />
nende aktsiisivabastust, seda vähemalt EK poolt riigiabi <strong>ja</strong>oks maksimaalselt lubatud<br />
perioodil, s.o aastani 2011. See on meede, mis soodustab ka biokütuste tootmist. Tootmise<br />
alustamiseks <strong>ja</strong>/või laiendamiseks investeeringutoetuse andmist võiks kaaluda kui kasutatakse<br />
kohalikku (Eesti päritoluga) toorainet. Biokütuste kasutamise propageerimisele transpordis<br />
aitaks oma eeskujuga kindlasti oluliselt kaasa nende kasutuselevõtt avalikus sektoris.<br />
Paralleelselt biokütuste tarnimiseks infrastruktuuri loomisega tuleks kavandada meetmeid<br />
mootorsõidukite kasuta<strong>ja</strong>tele toetamaks biokütuste tarbimist.<br />
Meetmeid puudutava üldise momendina tuleb rõhutada va<strong>ja</strong>dust järgida stabiilsuse põhimõtet,<br />
s.t mitte muuta meetmeid ega nendega seonduvat nt igal aastal. Ebastabiilsus meetmete osas ei<br />
anna võimalikele investoritele kindlust <strong>ja</strong> investeering võib jääda tegemata.<br />
Eraldi käsitlemist <strong>ja</strong> analüüsi va<strong>ja</strong>ks biomassiga seotud väliskaubanduse küsimused. Seni on<br />
Eestis biomassi kütuste osas valdavaks ekspordiartikliks puidupelletid <strong>ja</strong> -briketid, mille<br />
väl<strong>ja</strong>vedu on viimastel aastatel kiiresti kasvanud. Biomassi eksporti tuleks analüüsida ka<br />
keskkonnahoiu <strong>ja</strong> kliimamuutuste aspektist. Kui kogu eksporditud biomass oleks kasutatud<br />
fossiilsete kütuste asemel Eestis, siis oleks välditud ligikaudu 330–620 tuhande tonni<br />
(sõltuvalt asendatavast kütusest) süsinikdioksiidi paiskamine atmosfääri. Praeguse praktika<br />
kohaselt läheb selline välditud heitmekogus arvesse välisriikides KHG emissiooni<br />
95
vähendamisena. Mitmed Eesti ettevõtted peavad aga KHG kaubanduse uuel perioodil<br />
heitmekvoote juurde ostma.<br />
Vedelate biokütuste tootmise korral mõjub väliskaubandusbilansile negatiivselt tooraine<br />
massiline import. Lisaks võib kaasneda negatiivne mõju Eesti põlluma<strong>ja</strong>ndusele, seda juhul<br />
kui hinnast tulenevalt veetakse sisse biomassi, mida saaks kasvatada piisavas mahus ka Eestis.<br />
Seoses elektrituruseaduses sätestatud taastuvressursside edendamismeetmetega tuleb teha üks<br />
üldisem märkus seoses biomassi defineerimisega Eesti õigusaktides. Elektrituruseaduses<br />
(§ 57) on biomass taastuvate energiaallikate hulgas määratletud ainult kui põlluma<strong>ja</strong>nduse <strong>ja</strong><br />
metsanduse ning nendega seonduva tööstuse toodete, jäätmete <strong>ja</strong> jääkide bioloogiliselt lagunev<br />
osa ning tööstus- <strong>ja</strong> olmejäätmete bioloogiliselt lagunevad komponendid. See definitsioon on<br />
vastavuses nn taastuvelektri direktiiviga (2003/54/EÜ) <strong>ja</strong> seda kasutatakse laialdaselt ELs.<br />
Siiski tuleks kaaluda sellise määratluse laiendamist, lisades biomassi alla ka looduslikult<br />
kasvava biomassi.<br />
Kokkuvõtlikult tuleb märkida, et pakkumaks väl<strong>ja</strong> igakülgselt põhjendatud meetmete kava<br />
biokütuste kasutamise edendamiseks on kindlasti va<strong>ja</strong> kompleksset analüüsi, mis hõlmaks<br />
mitmeid sidusvaldkondi, nt alates põlluma<strong>ja</strong>ndusest, agrotehnikast, bioressursside elutsüklist<br />
kuni energiapoliitika, fiskaalmeetmete <strong>ja</strong> väliskaubandusbilansini.<br />
96
Biomass technology surveys and implementation of the technologies in Estonia<br />
Summary<br />
Territorial planning of biomass production and use of energy<br />
The methods for the energy use of biomass include:<br />
97<br />
Contr.7028 Responsible Executor Villu Vares<br />
14.12.2007<br />
• biomass combustion for heating or production of process heat (mainly in water boilers or<br />
steam boilers);<br />
• use of biomass for heat and power co-generation:<br />
o based on the steam cycle – fuel is burnt in a steam boiler, the steam starts a steam<br />
turbine and power generator, the steam from the turbine bleeding or backpressure<br />
turbine is condensed and the condensed heat is used for heating or other purposes. The<br />
ratio of electrical and thermal capacity depends highly on the steam parameters and<br />
remains in the limits of 0.1 (low steam pressure and low capacity of the unit) to 0.5<br />
(high pressure and high capacity);<br />
o biomass is thermally gasified (the anaerobic fermentation/gasifying process is treated<br />
separately), the gas is cleaned and directed into a gas engine or gas turbine which starts<br />
an electric generator, the residual heat from the process is used for heating or other<br />
purposes. The heat and power capacity ratio may reach about 0.8;<br />
o use of biomass in the Stirling engine (external combustion engine) for electricity and<br />
heat production. The heat and power ratio reaches 1.2 – 1.7.<br />
Depending on the properties of solid biomass and unit capacity, various combustion<br />
technologies are applied: different technological solutions for the grate combustion and<br />
combustion in fluidized bed. For smaller unit capacities, usually different combustion methods<br />
with fixed grates are preferred while the fuel feeding/removal is usually tried to arrange with<br />
automatic fuel feeders that in small equipment allows minimizing manual work and operation<br />
cost also. As a rule, small plants demand better quality of the fuel than the equipment with a<br />
larger and more complicated technological scheme. In Estonia practically any modern type of<br />
equipment can be bought or ordered.<br />
Among the boilers of average capacity (from some MW to about ten MW) the most<br />
widespread are the furnaces with moving grates of various constructions that allow more<br />
flexible fuel use. The solutions with a moving grate provide more uniform thickness of the<br />
fuel layer all over the grate width and allow better fuel flow control on the grate according to<br />
the boiler load. In order to keep the temperature in the fuel layer at the optimal level and<br />
prevent ash melting in case of changing fuel properties (mostly due to the variation of<br />
moisture content, fly ash content and calorific value), sometimes supplementary flue gas<br />
recirculation is implemented (a part of flue gases is returned under the grate). Despite of the<br />
fact that the implementation of controlled flue gas recirculation allows using fuels with<br />
different properties, in case of boilers, the furnaces for burning moist and solid fuels must still<br />
be distinguished.<br />
For burning moist fuels (frequently 35 – 55%) uncooled furnaces or those with partially<br />
heating-surface cooled walls are used that allow keeping the combustion temperature at the<br />
required level. Combustion of excessively dry fuel in such a furnace may raise the temperature<br />
in the furnace to the level where the ash will start melting and grate clogged, and sometimes
esult even with the brickwork melting. For burning dry fuel (e.g., up to 25% moisture<br />
content) such furnaces are appropriate where the furnace walls are screened, i.e., cooled, and<br />
this allows keeping the furnace temperature at the required level.<br />
Combustion in fluidized bed allows the most flexible fuel use among the combustion<br />
technologies. For burning biofuels mainly the bubbling fluidized bed boilers with the furnace<br />
bed of inertial material are used. The typical capacities of fluidized bed furnaces start from<br />
about 4 MW and may reach hundreds of megawatts. It is not the only possibility to burn the<br />
fuel with varying moisture content in such boilers, but also flexibly switch over to totally<br />
different fuels: for example, from woodchips to the milled peat or even to coal and vice versa.<br />
The most expensive and significantly less spread among the combustion technologies are the<br />
technologies of thermal fuel gasifying. The technological developments of Stirling engine<br />
have not reached commercial solutions yet. The gas as a product of thermal gasifying with the<br />
lower calorific value than natural gas can be burnt in gas fired boilers for the heat production.<br />
However, the use of the gained gas for heat and power cogeneration, either by gas engines or<br />
gas turbines is considered more perspective. These implementations set strict demands to the<br />
gas cleanness and problems related to gas cleaning with the related costs have been the main<br />
barrier to the wider use of this cogeneration method.<br />
Further development and implementation of thermal gasifying technologies for heat and<br />
power co-generation is considered significant, because with the use of gas in gas engines or<br />
gas turbines relatively high share of electricity can be gained compared to the steam cycle. In<br />
the case of steam cycle the heat to power ratio is in the limits of 0.1 – 0.5 while for lower<br />
capacities the ratio remains lower and only in the case of high unit capacities such high steam<br />
parameters can be introduced that the ratio may reach 0.5. For a gas engine the heat to power<br />
ratio is about 0.8 – 0.9 and thus the electricity production is several times higher, especially<br />
for low capacities (< 1 MW el ).<br />
In Estonia wood fuels make a bit over 11% and peat fuels about 0.8% of the total primary<br />
energy supply. The wood fuels which make practically 100% of all the biomass based fuels<br />
are used in boiler plants for heat production both for the heat supply to buildings and on<br />
process needs, also in local heating. In local heating (mainly households) the share of wood<br />
fuel is extremely high – 76%. In total the share of wood fuels in heat supply to the buildings<br />
(considering the fuel use both in DH boiler plants and local heating) is estimated over 40%.<br />
In 2006 in total 3909 boilers with the total capacity of 5510 MW and annual fuel demand of<br />
27,069 TJ were counted in the Estonian boiler plants. The total annual heat production was<br />
6500 GWh, including 51.6% produced from gaseous fuels, 25.8% from wood fuels and 11.5%<br />
from shale oil.<br />
As you can see in the following figure (see Figure 0.1), since 2003, both the total capacity of<br />
wood fired boilers and heat production have started to decrease and the reasons for that<br />
include both the price advance of wood fuels and difficulties in fuel supply.<br />
Number of boilers<br />
1 200<br />
1 000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
1993 1995 1998 2003 2005 2006<br />
No of boilers<br />
Average boiler capacity<br />
1,4<br />
1,2<br />
1,0<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0,0<br />
Boiler capacity, MW<br />
Utilisation time, h/a<br />
2 500<br />
2 000<br />
1 500<br />
1 000<br />
500<br />
0<br />
2268 2300 2099<br />
1683<br />
740<br />
872<br />
1993 1995 1998 2003 2005 2006<br />
Figure 0.1. Development of total capacity, produced heat and loads for wood boilers in<br />
the period of 1993 – 2006<br />
98
The studies on the use of boilers, their technical state and investment needs carried out after<br />
2000 show that in average the boilers installed in Estonian boiler plants are either underloaded<br />
or in reserve. Over 60% of the total capacity of boilers run on liquid fuel, natural gas or coal is<br />
not actively used. From the total capacity of wood and peat fired boilers 30% is estimated not<br />
to be in active use.<br />
Since the mandatory purchase price for renewable electricity has risen to 115 Estonian sents<br />
per kWh according to the Electricity Market Act, feasibility of the designed biomass based<br />
CHP plants has improved significantly. In the feasibility analysis the average prices for<br />
Estonia in July 2007 for bulk woodchips 127 EEK per cubic meter (169 EEK/MWh), heat<br />
selling price to network 450 EEK/MWh th , electricity selling price 1150 EEK/MWh el and<br />
annual utization time 6000 h/a were taken for the basis. The analysis allowed drawing the<br />
following conclusions:<br />
• building of a CHP plant with 17 MW el and 40 MW th (and higher) capacity using the<br />
steam cycle is economically feasible and relatively risk free investment in case of the<br />
possible rise of fuel price;<br />
• building of a CHP plant with 3.5 MW el and 16 MW th capacity using the steam cycle is<br />
economically feasible, but still a risk related business. A 30% rise in fuel prices or<br />
decrease in the plant load would make the feasibility of the project problematic;<br />
• small CHP plants using the steam cycle may be feasible only in special cases, for<br />
example in case of subsidized investments, available uniform heat load throughout a<br />
year or guaranteed options for purchasing inexpensive fuel. One of the reasons for the<br />
modest feasibility of small CHP plants using the steam cycle is also the low heat and<br />
power ratio (10 – 20%, in special cases up to 25%).<br />
Today several large CHP plants are under construction or are being designed at Väo, Tartu and<br />
Ahtme. When the construction of all these plants is completed and in addition to wood fuels<br />
also peat is used, in Estonia the need for wood fuels in energy production would still grow<br />
64% altogether compared to the demand in 2006. There is no such an amount of fuel available<br />
in the market now and it could be supplied only when the logging residues were more widely<br />
utilized while the 30% price rise should be taken into account. The rise in fuel prices and<br />
difficulties with supply may end with the bankruptcy or at least economic difficulties of<br />
several small wood fuel fired boiler plants.<br />
The main barrier for building CHP plants is the low level of heat load in summer. The loads<br />
appropriate for building the plant are available only in large DH systems (Tallinn, Tartu,<br />
Kohtla-Järve, Narva, and some other cities). However, building of a biofuel based CHP plant<br />
in the Kohtla-Järve region (Ahtme) is still unlikely, because then the reasonable use of gas<br />
generated by the shale oil production would become complicated. At the same time Eesti<br />
Energia is designing the 10% use of biofuels in the 11 th unit of Balti Power Plant. In several<br />
locations, if CHP plants were built, they would remain without sufficient load.<br />
Building of new biofuel fired boiler plants may be economically feasible when the number of<br />
in-service nominal load hours is sufficiently high – at least 5000 h/a. Considering the fairly<br />
low load and technical level of existing boilers, it would be reasonable to renovate a part of<br />
these boilers and provide higher load for these boilers. The present coal fired boilers should<br />
be replaced with modern combustion equipment burning other fuels. Considering the low unit<br />
capacity and location of coal boilers, one of the alternatives could be replacing them with<br />
pellet boilers. For all biofuel related projects it is indispensable to prepare a profound business<br />
plan which should include an analysis of loads and load curves, also potentials for the fuel<br />
supply as well as an analysis of economic risks.<br />
99
A prerequisite for extending the use of biofuels is more complete utilization of the existing<br />
domestic fuel resource and organising more extensive collection of logging residues that could<br />
be supplemented by the production and use of agricultural biomass and energy forests.<br />
For the energy use of agricultural biomass, including also straw, fuel storage facilities and<br />
conditions for long-term storage (years) at the fuel producers from where the fuel is<br />
transported to the boiler plant or CHP plant must be prepared.<br />
Suitability of technologies that convert biomass into energy with various biomass-based<br />
fuels<br />
The selection of combustion equipment for biomass-based fuels is influenced by a number of<br />
circumstances, including the most important, such as:<br />
• the plant service regime, incl its running at the base load (in the service regimes of the<br />
plant where the loads change moderately) and operating as a single boiler in the system<br />
that must allow flexible control;<br />
• plant capacity, for example the fluidized bed furnaces are acceptable only for average<br />
and high capacities, but for lower capacities installations with a stoker burner;<br />
• fuel properties, inc:<br />
o the so-called marketable state of biofuels (typical particle size, form, density<br />
and other indices on which both fuel storage, delivery and burning process<br />
depend);<br />
o fuel moisture content and the range of its fluctuation;<br />
o volatile content in the fuel;<br />
o ash content in the fuel and properties of ash, in particular the ash melting<br />
characteristics;<br />
o elementary composition of fuel, in particular sulphur and chlorine content and<br />
that of microelements that influence the corrosion conditions on heating<br />
surfaces, content of gaseous emissions and requirements to ash utilization, etc.<br />
All the parameters and properties of biomass-based fuels that have impact on the fuel use are<br />
specified in the standard of specifications and quality classes of solid biofuels CEN/TS 14961:<br />
Solid Biofuels - Fuel Specification and Classes, the translation of which would help to<br />
improve the mutual understanding between fuel suppliers and users, and supply suitable fuel<br />
to the plant.<br />
The above standard treats various wood fuels and straw from the herbaceous biomass in a<br />
sufficiently comprehensive way; for other herbaceous biomass based fuels the principles of the<br />
standard can be implemented for defining the indices essential for the fuel and preparing the<br />
classes of parameters and properties for each fuel. Such an activity requires profound testing<br />
both of the fuel content and characteristics having influence on the burning process. Testing of<br />
fuel characteristics and technological parameters for the combustion behaviour can be<br />
expected in the next stages of the work, given that it will be possible to supply sufficient fuel<br />
amounts.<br />
Investigation of the characteristics of the combustion technology of a fuel mix is very<br />
complicated, as insignificant amounts of some additives may have strong impact on the<br />
burning options of fuel mix and requirements set to the plant. Only preliminary assessment<br />
could be given on the characteristics of combustion technology for the herbaceous biomass<br />
and fuel mixes as well as selection of combustion equipment. Based on the international<br />
experience on burning the herbaceous biomass based fuels (which is slightly studied) is quite<br />
100
problem-free only in fluidized bed boilers while the share of unknown biomass-based fuel<br />
should not exceed 10% of the total fuel amount. In conditions of Estonia it would mean<br />
agreements with the biomass-based CHP plants (Väo and Tartu) which are under<br />
comnstruction or being designed and where the fluidized bed boilers have sufficient capacity<br />
for the safe burning of small biomass batches. However, this kind of work may require also<br />
building either of an additional fuel feeding unit, or in a less complicated case mixing small<br />
amounts of additional fuel with the main fuel would be sufficient.<br />
Up to now nobody has been engaged in designing special (small) boilers suitable for burning<br />
herbaceous biomass either in Estonia or in other countries, because the amounts of herbaceous<br />
biomass are small and the development would not be economically feasible. Thus we must<br />
look for the most appropriate existing equipment for burning herbaceous biomass and give<br />
preliminary recommendations for solving the possible problems related to the combustion<br />
technology. As a rule, the most uncomfortable problem is the low melting temperature of<br />
herbaceous biomass ash that may cause the ash becoming sticky and clogging the grate. The<br />
stoker burner for pellet burning could be tested for checking the combustion conditions of<br />
such fuels when the burner heads are cleaned after short intervals or mechanical ash removal<br />
is applied. High Na and K content in the ash refers to the low ash melting temperature, but due<br />
to the co-influence of many other components, this relationship cannot be pointed out. The<br />
dangerously low melting temperature of ashes may occur in case of some fuel blends in spite<br />
of the fact that the ash melting temperatures of both fuels are significantly higher.<br />
Building of a special unit for upgrading various biomass types is not reasonable considering<br />
the limited possibilities of Estonian market. It would be reasonable to select the equipment by<br />
pilot production and based on the gained experience it may be expedient to adapt the press<br />
slightly for a certain biomass type. Before starting wide-scale upgrading of herbaceous<br />
biomass, the conditions necessary for burning the output must be checked and decision about<br />
the expediency of making the products taken.<br />
In Estonia the waste combustion is controlled with the regulation no 66 of the Minister of<br />
Environment from June 4, 2004 “Requirements for Building, Use and Closing of Waste<br />
Incineration Plant and Co-incineration Plant” (RTL, 21.06.2004, 83, 1316). The requirements<br />
of the regulation are valid both for big and small incineration plants with over 50 t of waste a<br />
year.<br />
In the incineration plant of non-hazardous waste such a level of waste should be reached that<br />
the total content of organic carbon (TOC) in the slag and bottom ash formed by incineration<br />
remains below 3% or their heat loss is below 5% from the dry matter of the substance. The<br />
temperature of flue gas derived from waste incineration must rise at least to 850 o C after the<br />
last combustion air injection and remain at this temperature at least for 2 seconds. The content<br />
of pollution components in the wastewater from cleaning the waste incineration flue gases<br />
must not exceed the limit values of pollutants specified by the Waste Incineration Regulations.<br />
A waste incineration plant must be equipped with a collection tank of sufficient volume for the<br />
water from rainfall leaks and firefighting. At the wastewater outlet the pH, temperature and<br />
rate of flow must be regularly measured. Once a day the content of floating matter in the<br />
averaged sample proportional to the flow rate must be determined. The Hg, Cd, Tl, As,Pb, Cr,<br />
Cu, Ni and Zn content must be established in the averaged sample proportional to the daily<br />
flow rate at least once a month and the dioxyne and furane content must be measured at least<br />
once in three months. The method of conducting more exact measurements is specified in the<br />
Waste Incineration Regulations.<br />
The technologies suitable for waste incineration are expensive due to strict environmental<br />
requirements and problems related to the incineration techniques. Therefore, construction of<br />
only big incinerators for over 200,000 tons of waste a year is considered economically<br />
feasible. It is not expedient to build more than two or utmost three waste incineration plants in<br />
101
Estonia while the changing waste content must be taken into consideration in relation to the<br />
implementation of requirements for waste sorting.<br />
When processing the agricultural biomass and upgrading it to fuel, a lot of waste products with<br />
specific properties are generated the utilization of which could also be the combustion and<br />
gaining energy. However, the respective technologies are not available:<br />
• The rapeseed cake is a by-product of the rapeseed oil industry. In the Painküla plant<br />
48,000 tons of the cake is produced annually and partly used as a fodder. In case of<br />
rapeseed with the high oil content, the cake cannot be used as a fodder;<br />
• annually ca 11,500 tons of glycerol generated from the biodiesel production in the<br />
Paldiski Biodiesel Plant. With the growth of biodiesel capacities, there will be no<br />
market for bioglycerol.<br />
Principally rapeseed cake can be pelletized too and therefore in the future work the potentials<br />
both for the direct combustion of cake and pellets production and combustion should be<br />
investigated. Problems related to the expedient use of glycerol residues have become acute in<br />
all countries where the production of biodiesel has started on a wide scale. Therefore it will be<br />
reasonable to study the options for glycerol combustion within the framework of some<br />
international project supported by the European Union.<br />
Potential for biogas production – acceptable technological solutions, capacities, locations,<br />
prerequisites for developing a network<br />
The water and air pollution created by the household, industrial and agricultural waste has<br />
become one of the biggest problems all over the world. For eliminating this problem new<br />
effective and inexpensive waste treatment methods are being looked for. One of such<br />
technologies is the anaerobic treatment of organic waste and biogas production within this<br />
process. So the pollution load is not only reduced, but it also allows the production of energy<br />
(heat, electricity), motor fuel and fertilizers.<br />
The following biodegradable materials (biomass and organic waste) can be and are being used<br />
for biogas production in many places around the world:<br />
7. Household waste (its biodegradable (organic) part);<br />
8. Industrial biodegradable production waste and residues;<br />
9. Biodegradable agricultural waste and residues from the cattle raising and poultry farming;<br />
10. Sewage sediments and sludges;<br />
11. herbaceous biomass (either naturally growing herbs or the so-called specially grown and<br />
ensilaged energy crops);<br />
12. landfills of settlements (the so-called landfill gas is collected, which has the properties<br />
similar to the biogas produced from the above sources in the anaerobic fermentation<br />
process).<br />
The Estonian biogas resources presented here have indicative character and have been<br />
predominantly calculated based on the coefficients given in references and on the amount of<br />
separate raw material resources. The results are given by counties. Before building a biogas<br />
plant, in any case a feasibility analysis has to be made (the analysis of available raw material,<br />
technical, economic, environmental social and risk analyses) and business plan prepared<br />
considering also the available state-subsidized schemes. The decision where and with what<br />
capacity a biogas fired CHP plant can be built could be made only based on these results.<br />
Therefore the options for biogas production have not been analysed on the basis of certain<br />
company, because it is not known who, where and when and with what production capacity<br />
would want to build biogas based plants (BGP).<br />
102
According to the estimations, annually 336 GWh of electricity and 354 GWh of heat could be<br />
produced from the manure, sewage sludge, biodegradable waste and bigger landfills in total.<br />
The following figure (see Figure 0.1) and table (see Table 0.1) give some illustrative material<br />
on the biogas sources and amounts of biogas (energy) that can be gained.<br />
Biogas, m3/a<br />
16 000 000<br />
14 000 000<br />
12 000 000<br />
Biogas from Biodegredable Waste<br />
Biogas from Sewage Sluges<br />
Biogas from Manure<br />
10 000 000<br />
8 000 000<br />
6 000 000<br />
4 000 000<br />
2 000 000<br />
0<br />
Harju<br />
Hiiu<br />
Ida-Viru<br />
Rapla<br />
Saare<br />
Tartu<br />
Valga<br />
Vil<strong>ja</strong>ndi<br />
County<br />
Figure 0.1. Amounts of biogas gained from the manure, sewage sludge and<br />
biodegradable waste<br />
The anaerobic treatment of biomass and organic waste (biogasifying) is not widespread in<br />
Estonia today, however in some places the biogas is produced: at Pal<strong>ja</strong>ssaare in the AS<br />
Tallinna Vesi wastewater treatment plant and farm biogas plant in the Jööri village of Val<strong>ja</strong>la<br />
rural municipality. At Pal<strong>ja</strong>saare biogas is used to run an internal combustion engine which<br />
starts a compressor, the latter in turn supplies air to the aeration tanks (biogas is also used in<br />
the boiler house for heating the buildings of the plant). A co-generation unit for heat and<br />
power production can be driven at Jööri. In all biogas plants in Estonia the wet fermentation<br />
technology is used.<br />
Also, the landfill gas is collected in the closed Pääsküla landfill and supplied into two heat and<br />
power cogeneration plants (CHP). Thus the landfill gas is used for heat and power production,<br />
but also for heat production in the AS Tallinna Küte boiler plant.<br />
As a most acceptable solution that could be recommended for building the biogas plants in<br />
Estonia in the near future, the wet fermentation of manure (with the herbaceous biomass silage<br />
or flour additive) and dry fermentation of herbaceous biomass could be recommended. The<br />
fermentation residue can be used as a fertilizer in the agriculture. The sewage sludge and<br />
sediments should be treated separately in BGPs. In bigger landfills the gas collection pipelines<br />
should be built and in the vicinity a CHP plant constructed.<br />
103
Table 0.1. Potential of energy production from the manure, sewage sludge and<br />
biodegradable waste<br />
No County<br />
Electricity<br />
from<br />
manure<br />
Heat<br />
from<br />
manure<br />
Electricity<br />
from<br />
sewage<br />
sludge<br />
Heat<br />
from<br />
sewage<br />
sludge<br />
Electricity<br />
from<br />
biodegradable<br />
waste<br />
104<br />
Heat<br />
from<br />
biodegradable<br />
waste<br />
Total<br />
electricity<br />
Total<br />
heat<br />
Total<br />
electrical<br />
capacity<br />
of CHP<br />
Total<br />
heat<br />
capacity<br />
of CHP<br />
MWh el MWh th MWh el MWh th MWh el MWh th MWh el MWh th MW el MW th<br />
1 Harju 22 338 23 048 11 790 12 165 3 199 3 301 37 328 38 514 4,67 4,81<br />
2 Hiiu 2 448 2 526 0 0 48 50 2 497 2 576 0,31 0,32<br />
3 Ida-<br />
Viru 3 587 3 701 4 616 4 762 149 154 8 352 8 617 1,04 1,08<br />
4 Jõgeva 16 366 16 886 0 0 2 349 2 424 18 715 19 310 2,34 2,41<br />
5 Järva 18 354 18 937 232 239 104 108 18 690 19 284 2,34 2,41<br />
6 Lääne 6 394 6 597 0 0 133 137 6 526 6 734 0,82 0,84<br />
7 Lääne-<br />
Viru 22 947 23 676 445 459 11 802 12 177 35 194 36 313 4,40 4,54<br />
8 Põlva 10 968 11 316 0 0 96 99 11 064 11 415 1,38 1,43<br />
9 Pärnu 14 139 14 589 1 078 1 113 615 635 15 833 16 336 1,98 2,04<br />
10 Rapla 12 727 13 132 0 0 0 0 12 727 13 132 1,59 1,64<br />
11 Saare 12 677 13 080 366 378 1 168 1 205 14 211 14 663 1,78 1,83<br />
12 Tartu 11 343 11 703 1 875 1 934 1 554 1 603 14 771 15 241 1,85 1,91<br />
13 Valga 6 294 6 494 185 191 164 169 6 643 6 854 0,83 0,86<br />
14 Vil<strong>ja</strong>ndi 21 678 22 367 0 0 65 67 21 743 22 434 2,72 2,80<br />
15 Võru 7 347 7 581 259 267 4 142 4 273 11 748 12 121 1,47 1,52<br />
Total 189 607 195 634 20 845 21 507 25 589 26 402 236 041 243 544 29,5 30,4<br />
For the anaerobic treatment and biogas production from sewage sludges, manure and<br />
biodegradable industrial waste, the wet fermentation method is most suitable. For the<br />
anaerobic treatment of some biodegradable residues (from agriculture) and herbaceous<br />
biomass also dry method could be used. Anyway, before starting to design a BGP, the<br />
amounts of available raw materials and their characteristics have to be found out, fermentation<br />
tests made with the used biomass and their mixtures and based on this, the final decision<br />
made about the technology (often additives as well) and equipment that would be most<br />
suitable for the use. In Estonia we have no comprehensive experience in building BGPs yet<br />
and therefore we should ask for assistance and know-how from foreign companies. However,<br />
we should certainly involve native experts to get the best possible solution.<br />
As a rule, the biogas plants with the combined biogas run heat and power units should be built<br />
in the locations where the users’ load is sufficient (i.e., mainly heat demand, such as a DH<br />
network, gardening farm, driers, etc.).<br />
The biogas plants producing motor fuel can be built close to the larger raw material sources (a<br />
landfill, waste treatment plant, wastewater treatment plant, bigger cattle farm, etc.)<br />
One must be cautious with growing energy crops on wastelands and organising the production<br />
of biogas from the silage of energy crops there. This could take the agricultural production out<br />
of balance (an example from Germany) and may result in the general price rise.<br />
The construction cost of complex biogas CHPs run on some agricultural raw material<br />
(BGP+CHP+upgrading the residues) remains in average in the range of 30 – 60 MEEK, when<br />
the electrical capacity of plants is in the limits of 0.5 – 1.0 MW. The cost depends also on the<br />
applied technology and completeness level of the plant (e.g., either equipped with pasteurizers<br />
or not, etc.). The cost of landfill gas collection system with building a CHP based on the gas<br />
will be less expensive and remains in the limits of 15 – 25 MEEK depending on the size of the<br />
landfill, distance to the gas user and capacity of the CHP plant. The simple payback period for<br />
BGPs operated on wet fermentation technology is estimated to be 6 – 9 years depending on the<br />
complexity level of the plant, supplier of the equipment and potentials for selling heat. With<br />
the 15 – 20% investment subsidy the payback could be improved by 1.5 to 2 years. When<br />
there is an intention to produce motor fuel from biogas, the expected BGP cost (without CHP
production) should be doubled, because a gas cleaning module and compression plant will be<br />
added. There is no data available on the producers who make motor fuels from the landfill gas,<br />
but the data of pilot plant (in the Jyväskylä landfill) cannot be used for the comparison.<br />
Based on some BGP feasibility calculations by the authors, it can be stated that considering<br />
the energy prices and state subsidized schemes in Estonia at the level of 2007, it would be<br />
feasible to build the biogas fired CHP plants at larger landfills (burning landfill gas) and at<br />
larger wastewater treatment plants (based on the sludge) if the gained energy (heat, electricity)<br />
can be completely used (power network, DH network, production processes, etc.).<br />
The production of energy from the agricultural manure will also be feasible when the share of<br />
methane in the gained biogas exceeds 55% (it can often be reached only with adding fats or<br />
corn flour, e.g.) and with the precondition that the total amount of energy can be sold or used<br />
effectively in the site (e.g., a subsidiary to BGP where energy is used in the production<br />
process). Also the benefit from environmental protection and improvement of the social<br />
climate in the region should be considered indirectly as a part of feasibility.<br />
There is no information about any profound studies on the BGP based on herbaceous biomass<br />
as the main raw material in Estonia up to now, because the necessary initial data is not<br />
available, there are no concrete developers and sites known. Anyway, a herbaceous biomass<br />
based BGP that operates in the complex with CHP (built within 10 km radius) should have<br />
the electrical capacity of at least 500 kW el , and considering the yield of Estonian fields, there<br />
should be at least 400-500 ha of field. The feasibility of building these BGPs depends highly<br />
on the grain and fodder prices in the world market. When considering the prices and state<br />
subsidies in 2007, construction of herbaceous biomass based BGPs will not be apparently<br />
feasible.<br />
Production potential of biofuels for transport: acceptable technological solutions,<br />
capacities and sites<br />
Up to now the high production cost of biofuels has remained a critical barrier for their wider<br />
use. The competitiveness of biofuels will be improved with the advance of the oil price and<br />
that of other fossil fuels. So far the competitiveness of biofuel is depending on the concessions<br />
and subsidies provided.<br />
In 2003 the Biofuels Directive was adopted in the European Union where a goal was set for<br />
biofuels and other renewable fuels to reach the indicative share of 5.75% (calculated by the<br />
energy content of fuels) among the diesel and petrol fuels available for the transport in the<br />
market to 2010. It will remain for a member state to decide either the biofuel is exported or<br />
produced on site. The directive set an advisory, not a mandatory target.<br />
Tabel 0.1. Consumption of petrol, light fuel oil and diesel fuel in Estonia<br />
Thousands tons/year 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010<br />
Petrol 288 290 286 283 279 276 273<br />
Light fuel oil and diesel 559 578 595 613 632 651 670<br />
fuel<br />
Source: Ministry of Economic Affairs and Communications<br />
According to the EU Directive 2003/30/EC, in 2010 the amount of used biofuels must replace<br />
54 thousand tons of fossil fuels in Estonia, or due to the lower energy content of biofuel, 25<br />
thousand tons of bioethanol and 42 thousand tons of biodiesel has to be marketed.<br />
105
A proposal to recommend reaching the mandatory 10% minimum share in the used motor<br />
fuels to 2020 is being discussed. Reaching the 25% share of biofuels (75% biodiesel, 25%<br />
petrol substitute) to 2030 is under consideration.<br />
Under the proposal of European Commission, to the year 2011 the liquid biofuels are exempt<br />
form the excise tax as a support by the Estonian government.<br />
The biofuels can be divided into the presently produced first generation biofuels and so-called<br />
second generation biofuels, the production technology of which is generally known, but has to<br />
be enhanced in order to reach the acceptable price of the final product. The first generation<br />
biofuels are: ethanol produced from the sugar cane, corn, wheat and other grain crops, or sugar<br />
beet and potatoes, and biodiesel produced from the rapeseed oil, soya oil or palm oil.<br />
The raw material for the second generation biofuels is the non-edible biomass, such as wood,<br />
straw, etc. The forest makes 80% of the global biomass. The straw gives over one and half<br />
times more biomass than grain. With the average content of 40 – 50% cellulose and 20 – 30%<br />
hemicellulose in the dry matter, theoretically up to 0.32 grams of ethanol can be made from<br />
one gram of wood. The plants producing bioethanol from lignocellulose launched since 2004<br />
are all of low capacity – the so-called pilot plants - and have been built for improving the<br />
production process. The forecast says that the price of second generation biofuels will level<br />
that of field crops based biofuels in 2010 – 2020.<br />
In 2006 bioethanol made 20% from the liquid biofuels produced in the European Union. The<br />
ethanol producers have two associations in Europe: UEPA (European Union of Ethanol<br />
Producers) and EBIO (European Bioethanol Fuel Association). According to EBIO, the<br />
capacity of EU ethanol producing plants produced 3280 million litres a year in September<br />
2007. New plants with the total output of 4 billion litres a year are under construction. The raw<br />
material is grain, sugar beet and molasses.<br />
According to EBIO, in Estonia only 660 litres of bioethanol can be produced per hectare of<br />
wheat field while in Germany the number is 2600 litres and Sweden 2000 litres.<br />
A higher yield is provided by the better climate, but also economic prerequisites for the<br />
optimal use of fertilizers and pesticides. Estonia is distinguished among other countries for the<br />
low yield of crops which makes the production of bioethanol here more expensive.<br />
The price level of bioethanol is mostly defined by the cost of raw material (biomass) that<br />
makes 55 – 80% of the ethanol final price. To some extent the price can be affected by<br />
differences in production technologies. Certainly, the size of the plant has impact on the price.<br />
For a bigger plant the transport costs increase, but the production cost decreases. The<br />
overviews of German and US bioethanol plants state that in the plants with the capacity of 200<br />
million litres/year, the production cost per litre of bioethanol is up to 13% lower than in the<br />
plant with the capacity of 50 million litres a year.<br />
When producing ethanol from wheat, there is a byproduct – dried compact residue or cake.<br />
This byproduct (DDGS – Dried Distillers Grains with Solubles) is a protein-rich fodder. For<br />
the production of ethanol from 1 kg of grain about 0.3 kg of the cake is formed. The price on<br />
ethanol depends on whether the production byproduct cake can be sold as fodder. When the<br />
byproduct cake of bioethanol production is sold as fodder, the share of raw material (wheat) in<br />
the production cost of bioethanol will make 38 – 45 %.<br />
The production cost of bioethanol is rather stable. It consists of 27% of capital cost, 20 % of<br />
labour cost, management and maintenance, 22% enzymes and chemicals, 31% electricity and<br />
heat.<br />
Several companies produce the equipment for ethanol plants. The German company<br />
Vogelbusch GmbH, which produces equipment for bioethanol plants considers that the<br />
minimum capacity for an economically feasible plant is 100,000 – 300,000 litres a day. The<br />
106
investment into a plant with the capacity of 300,000 litres/day is 40 – 50 MEEK depending on<br />
the availability of infrastructure.<br />
In the United States where bioethanol is produced from corn, both the raw material cost and<br />
roduction cost are significantly lower than in Germany.<br />
So far global market similar to the market of oil products has not developed for bioethanol yet.<br />
Diverse raw material is used for the production of bioethanol, the price of which depends on<br />
the land cost and labour cost, the applied agrotechnological solutions and subsidies, etc.<br />
Table 0.1. The grain production in Estonia, thousands of tons<br />
Year 2003 2004 2005 2006<br />
Production 505.7 608.1 760.1 619.3<br />
Source: Ministry of Agriculture<br />
A big bioethanol plant with the low production cost and capacity of 150 – 200 million<br />
litres/year consumes about 420 – 550 thousand tons of grain a year. At the same time there<br />
exist favourable selling potentials for the byproduct cake. According to the Statistical Office,<br />
in Estonia 479,691 tons of grain a year was used for fodder in 2005 – 2006.<br />
Bioethanol is a high octane number fuel with a high detonation reliability. Ethanol is also used<br />
for the production of the fuel additive ETBE that improves the petrol octane number. Ethanol<br />
can be blended in any ratio with petrol. The oxygen in its molecule allows low-temperature<br />
combustion without any residue and decreases the emission of CO, unburnt hydrocarbons<br />
(HC) and NO x . The steam pressure of bioethanol that is lower than that of petrol provides<br />
smaller evaporation loss when stored. The high evaporation heat of ethanol and lower energy<br />
content than that of petrol (the calorific value of one litre of ethanol makes 69% of petrol)<br />
allows using the fuel that mainly contains ethanol only in specially designed engines. The new<br />
cars with the so-called flexible fuel use can be run with the blend of up to 85% of ethanol.<br />
For the fuels with high energy content, the corrosion resistant materials and ethanol resistant<br />
plastic and elastic components must be used in engines. Thus the engine run on ethanol is<br />
more expensive. The petrol with up to 10% ethanol additive can be used without readjusting<br />
the engine. For the majority of motor vehicle manufacturers the manufacturer’s warranty will<br />
also remain effective when such a fuel is used. Some motor vehicle manufacturers do not<br />
allow even a small quantity of ethanol additive.<br />
Biodiesel fuel<br />
Diesel fuel is the most widespread fuel in Europe. In 2004 the diesel-to-petrol ratio was 1.4 in<br />
25 EU countries; in Estonia (light fuel oil and diesel fuel) 1.9. The data of Estonian Motor<br />
Vehicle Registration Centre ARK show that 26% of motor vehicles use diesel fuel. In Europe<br />
the main source of biodiesel fuels is rapeseed oil, the purchase price of which defines the price<br />
of the final product for 75%.<br />
The production of liquid fuels in Estonia is in the starting phase. The Biodiesel Paldiski AS<br />
where large scale production with the capacity of 100,000 tons/year is planned is under<br />
construction. By March 2, 2007 11 licences for biofuel production were granted and to<br />
October 1, 2006 49,027,781 kg of biofuel (biodiesel) had been produced in Estonia of which<br />
85% was exported.<br />
According to the newspaper Äripäev as of September 2007, small biodiesel producers had<br />
suspended their production to September 2007. However, they expect to launch their<br />
production anew supported by the increasing excise tax.<br />
107
Biodiesel can also be used either blended with the regular diesel or in its pure form when the<br />
engine has been recognized compatible or adjusted. The blend of biodiesel with the regular<br />
diesel can be used in all diesel engines, because the biodiesel plays the role of fuel additive for<br />
improving the lubrication properties. It can be blended with the regular diesel in any ratio.<br />
Also rapeseed oil is used as a motor fuel. Its viscosity is over ten times higher than that of<br />
diesel oil. At lower temperatures it becomes rubber-like and does not blend with the regular<br />
diesel. The flash point of rapeseed oil is also higher than that of the diesel fuel. For the use of<br />
rapeseed oil in the engine, an oil preheating system must be added.<br />
The viscosity and ignition properties of biodiesel are similar to those of fossil diesel. The<br />
alcohol component of biodiesel is oxygen that facilitates complete fuel combustion. The<br />
emission of soot, CO and sulphur oxides decreases. Since biodiesel contains practically no<br />
sulphur, there is no emission of sulphur oxides.<br />
The energy content of one litre of biodiesel is 10% lower than that of regular diesel, but its<br />
cetane number and lubrication properties are better. When leaked into the soil or water,<br />
biodiesel disintegrates quite promptly. Biodiesel has some properties that are quite similar to<br />
solvents. Therefore it can dissolve plastic and rubber components, such as gaskets and fuel<br />
hoses. This may cause problems in the engines that have not been adapted to biodiesel.<br />
The raw materials for biodiesel are rapeseed (88%), methanol (8%), chemicals (Na-methylate,<br />
citric acid, sulphuric acid, phosphoric acid, sodium hydroxide etc. – 4 %). The labour cost is<br />
insignificant here. Similar to bioethanol, the strongest impact on the production cost is exerted<br />
by the unit capacity, but its influence is lower than by ethanol production. For the production<br />
of biodiesel from rapeseed oil the EU biodiesel production cost was 0.35 – 0.55 $/dieselequivalent<br />
litre.<br />
The methanol required for biodiesel production is produced in several Russian and Ukrainian<br />
plants. The European biodiesel producers have their own association: The European Biodiesel<br />
Board.<br />
The Agricultural Production Prognosis to 2003-2013 by the Ministry of Agriculture gives the<br />
prognosis for the optimal sowing area of rape and its yield. The enlargement of rape sowing<br />
area to 60,000 ha and increase of yield from today’s 1.5 t/ha to 2.2 – 2.4 /ha is anticipated. In<br />
fact, up to now the rape yield has increased only at the expense of expanded sowing area and<br />
its sowing area has exceeded the forecasted one.<br />
Table 0.2. Rape growing in Estonia<br />
2003 2004 2005 2006 2007<br />
Area, ha 46 300 50 400 46 600 62 500 72 500<br />
Total crop, t 69 200 68 400 83 100 84 600<br />
Yield, t/ha 1.494 1.362 1.781 1.354<br />
Source: Ministry of Agriculture<br />
In Germany where biodiesel is produced in large amounts, the rape yield is 3-4 t/ha. There the<br />
winter rape is grown, but here mostly summer rape. In Estonia the limits of rape growing area<br />
have been reached and production of biodiesel does not create new jobs in the agriculture.<br />
From 84,600 tons of rape up to 30,000 tons of biodiesel can be produced that would make a<br />
little over 4% of the estimated light fuel oil and diesel oil demand in 2010. The enterprisers<br />
who intend to produce biodiesel in Estonia plan to import the raw material from the third<br />
countries, mostly from Russia.<br />
According to the Statistical Office, 81,582 tons of oil cake was used as fodder in 2006,<br />
including 43,090 tons of domestic origin.<br />
We use energy for the production of biofuels. The energy (usually in the form of fossil fuel) is<br />
required for the production of fertilizers or pesticides that are used for growing the raw<br />
108
material for biofuels (grain or oil crop), agricultural and transport machinery, producing fuel<br />
from the agricultural raw material. Also the bioethanol production process is energy intensive.<br />
Most of the studies give the result that per one unit of ethanol energy 0.6 to 0.8 units of fossil<br />
fuels have been used.<br />
The production of biodiesel is less energy intensive. Per one unit of biodiesel energy 0.45<br />
energy units of fossil fuel is used.<br />
In Estonia the required energy cost for biodiesel production has been evaluated by the<br />
Estonian State Control together with the Research Institute of Agriculture. According to the<br />
State Control, 1.3 – 1.4 capacity units of biodiesel fuel can be gained from one capacity unit of<br />
liquid fuel for the rape yield of 1.5 t/ha.<br />
Biomass Product Life Cycle Assessment<br />
Life Cycle Assessment Standards<br />
Methods for the assessment of product life cycles are based on the Republic of Estonia<br />
standards for the assessment of life cycles EVS-EN ISO 14040:2006 and EVS-EN ISO<br />
14044:2006, which are based on respective EU standards EN ISO 14040 and EN ISO 14044.<br />
All officially conducted assessments of the life cycles must observe the scheme and principles<br />
provided in the standards.<br />
This International Standard EN ISO 14040 describes the principles and framework for life<br />
cycle assessment (LCA) including a) the goal and scope definition of the LCA, b) the life<br />
cycle inventory analysis (LCI) phase, c) the life cycle impact assessment (LCIA) phase, d) the<br />
life cycle interpretation phase, e) reporting and critical review of the LCA, f) limitations of<br />
the LCA, g) relationship between the LCA phases, and h) conditions for the use of value<br />
choices and optional elements.<br />
This International Standard EN ISO 14044 specifies the requirements and provides guidelines<br />
for life cycle assessment (LCA) including a) the goal and scope definition of the LCA, b) the<br />
life cycle inventory analysis (LCI) phase, c) the life cycle impact assessment (LCIA) phase, d)<br />
the life cycle interpretation phase, e) reporting and critical review of the LCA.<br />
Life cycle of bioenergy products<br />
Many bioenergy products generate large benefits compared to fossil fuels. But, they are not<br />
per se advantageous compared to fossil fuels, neither in terms of primary fossil energy<br />
consumption, nor in terms of greenhouse gas emissions. In the worst case, both aspects can<br />
even exceed the energy consumption as well as the emissions resulting from fossil fuels. In<br />
order to assess benefits from the utilization of bioenergy products (biofuels) compared to<br />
fossil fuels, life cycles have to be determined. These life cycles vary largely, depending on the<br />
type of feedstock, choice of location, production of by-products, process technology and on<br />
how the fuel is used. Within this variety, the basic components of life cycles in biofuel<br />
processing are always the same. The life cycle of biofuels has several vertical process steps:<br />
1) biomass production and transport,<br />
2) biofuel processing,<br />
3) biofuel distribution and<br />
4) biofuel consumption.<br />
In addition, the industrial process steps of producing fertilizers, seeds and pesticides for the<br />
production of biomass must be included.<br />
In each process step of bioenergy product (biofuels) production different actors are involved.<br />
Biomass is produced by farmers. Transport is conducted by farmers, too, but sometimes it is<br />
also conducted by logistic services or by the biomass conversion industry itself. Biofuel is<br />
109
produced by farmers or industry and distributed by logistic services or by fuel stations.<br />
Finally, the last actors in the life cycle of biofuels are the consumers of biofuels.<br />
Social and environmental impacts of using biofuels instead of fossil fuels can only be assessed<br />
if the whole life cycle is considered. In order to facilitate comparison impacts between fossil<br />
and renewable fuels, the following life cycle of fossil fuels has to be taken into account:<br />
1) exploration;<br />
2) transport;<br />
3) refining of crude oil;<br />
4) storage and<br />
5) distribution (fuelling of the vehicle).<br />
Ecological impact and dangers related to biomass based energy products<br />
Estimations of the savings in greenhouse gas emissions vary widely. CO 2 savings found in<br />
studies and reports lie in the range of 25 to 80 percent for RME. This means that 25 to 80<br />
percent less CO 2 is emitted using RME instead of fossil diesel for the same purpose. Besides<br />
CO 2 , another greenhouse gas, N 2 O, is emitted in the biofuel lifecycle, due to the application of<br />
nitrogen fertilizers. N 2 O has a high potential factor for global warming; about 310 times<br />
higher than CO 2 . N 2 O emissions are highest for biofuels produced from rapeseed, because of<br />
the relatively high use of nitrogen fertiliser in rapeseed production. For RME, N 2 O emissions<br />
result in a loss of about 10 to 15 percent of the equivalent CO 2 savings.<br />
In addition to the low level of cost-efficiency and the limited potential for reductions in<br />
greenhouse gas emissions, there are also some environmental risks associated with the<br />
production of biofuels. The European Commission promotes the cultivation of biofuel crops<br />
on land which is currently set aside. In fact, this just means an extension of the area used for<br />
intensive farming, since the biofuel crops are among the most commonly used of food crops.<br />
On set-aside land, which is not used for food production, the cultivation of energy crops will<br />
produce a greater environmental impact on soil and groundwater than leaving it fallow. When<br />
land is set aside, it recovers at least part of its soil life (invertebrates), but this will be reversed<br />
if the land is used once again for intensive production of agricultural crops. Nutrients such as<br />
nitrogen and phosphorous, and pesticides used in intensive agriculture, can end up in soil,<br />
groundwater or surface waters. Here they can cause eutrophication or toxification of<br />
ecosystems, which have consequences for ecosystem health and biodiversity. For instance,<br />
pesticides kill invertebrates in the soil, thereby taking away the source of food for birds such<br />
as the grey partridge, corn bunting and skylark.<br />
Comparison of Biodiesel and biolubricants with fossil analogues<br />
For the production of fossil diesel with energy content of 1 MJ they spent 1.2007 MJ of<br />
primary energy. Hence the energy efficiency of the respective life cycle is 83.28%. It takes<br />
1.2314 MJ of primary energy to produce a quantity of biodiesel with the energy content of one<br />
MJ, which makes the energy efficiency of the respective life cycle 80.55%. There are no big<br />
differences in the energy efficiency of biodiesel compared to fossil diesel (83.28% and<br />
80.55% respectively).<br />
Comparisons of the carbon dioxide emissions of biodiesel and ordinary diesel indicate that<br />
emissions of carbon dioxide from burning biodiesel in the engine are 4.7% bigger than from<br />
burning fossil diesel. At the same time, replacement of fossil diesel with biodiesel reduces<br />
most of the emissions into air during the life cycle. The biggest advantage of biodiesel is its<br />
emission of carbon monoxide (CO). Compared to fossil diesel the respective emission in the<br />
case of pure biodiesel (B100) is 34.5% smaller. And biodiesel B100 has also 32.41% smaller<br />
emission of volatile particles (TPM). However, hydro carbonates (THC) were emitted during<br />
the life cycle of biodiesel B100 35% more than in the lifecycle of fossil diesel. The emissions<br />
110
of nitrogen oxides (NOx), which are considered particularly hazardous to health, are in the<br />
case of biodiesel worse compared to fossil diesel. The emission of NOx during the life cycle<br />
of biodiesel is 13.35% bigger than that of fossil diesel. This can be explained by the use of<br />
nitrogen fertilisers in the agricultural production stage of biodiesel’s life cycle. The emission<br />
of sulphur oxides (SOx) during the life cycle of biodiesel, on the other hand, is 8.03% lower<br />
compared to fossil diesel. Comparisons of waste water quantities created during the life cycles<br />
allow drawing a conclusion that water consumption during the life cycle of fossil diesel<br />
exceeds that of biodiesel nearly five times.<br />
The substitution of conventional lubricants by biomass-derived lubricants causes<br />
environmental advantages as well as disadvantages. Advantages are to be seen in saving<br />
exhaustible energies and diminishing the greenhouse effect. Disadvantageous are the<br />
potentials of acidification, eutrophication, and ozone depletion. A final objective valuation on<br />
the basis of these aspects is not possible.<br />
Conclusions<br />
A comparative analysis of life cycles must take into consideration that results of life cycle<br />
analyses of the same products conducted by different authors at different time and in different<br />
places may differ. Considering the complicated nature of the life cycles consisting in the<br />
multitude of stages belonging to different spheres, this must be regarded as inevitable.<br />
Therefore, one must be careful while making final conclusions on the basis of comparisons of<br />
data of different surveys and take into consideration that relatively more reliable and accurate<br />
are comparisons within one and the same investigation.<br />
Considering that the life cycles of biomass products depend on many local factors, one should<br />
be careful in automatically extrapolating experiences received elsewhere to Estonian<br />
conditions. For obtaining relevant information for taking concrete biomass products related<br />
decisions one must definitely conduct an in-depth analysis of the life cycles of local biomass<br />
products in particular conditions.<br />
Estonian Participation in the EU Research Framework Programmes – Possibilities and<br />
Choices for the Energy Sector<br />
Framework Programme 6 was open in 2002 – 2006. All energy relating topics were collected<br />
under the umbrella of Sustainable Energy Systems and were coordinated by two directorates –<br />
DG RTD (Directorate-General for Research) and DG TREN (Directorate-General for<br />
Transport and Energy). Strategic goals of the priority were decreasing the amount of<br />
greenhouse gases and other emissions, security of energy supply, wider use of renewable<br />
energy sources and enhanced competitiveness of the European industry.<br />
Possible activities of the priority were divided between 7 topics:<br />
• Clean energy, in particular renewable energy sources and their integration in the<br />
energy system, including storage, distribution and use.<br />
• Energy savings and energy efficiency, including those to be achieved through the use<br />
of renewable raw materials.<br />
• Alternative motor fuels.<br />
• Fuel cells, including their applications.<br />
• New technologies for energy carriers/ transport and storage, in particular hydrogen.<br />
• New and advanced concepts in renewable energy technologies.<br />
• Capture and sequestration of CO 2 , associated with cleaner fossil fuel plant.<br />
DG RTD opened 8 calls. All submitted 605 proposals were evaluated during 6 evaluation<br />
sessions, as a result of which 125 funding contracts were signed including 33 IPs, 5 NoEs, 58<br />
STREPs, 15 CAs and 14 SSAs – so the success rate was 20.66%.<br />
111
To the 5 calls launched by DG TREN 5 total 627 proposals were submitted. Four evaluation<br />
sessions resulted in 132 signed contracts (success rate 21%), including 36 IPs, 49 STREPs, 8<br />
CAs and 39 SSAs.<br />
Total 45 proposals were submitted from Estonia involving 54 partners. 14 proposals with 20<br />
Estonian partners ranked above the threshold. Estonian partners were involved in 5 integrated<br />
projects, 3 STREPs, 2 coordination actions and 3 SSAs. The share of Estonian partners in the<br />
global budget of 111.8 M€ was about 5.5 M€, while from the Community contribution of 54.4<br />
M€ altogether 2.76 M€ or 5% was received by the Estonian partners. The biggest grant was<br />
995 126 €, the smallest one – 15 000 €. The highest number of Estonian partners in one<br />
consortium – 5 can be found in project VISIT 2008.<br />
Biomass and bioenergy related topics were covered by 15 proposals submitted with Estonian<br />
participation, out of which eventually 5 projects were contracted for funding – 4 SSAs and 1<br />
CA. Total cost of the projects was 4 577 127 €, with Community contribution of 3 377 519 €.<br />
The share of Estonian partners in the global budget was 200 038 €, out of which Community<br />
contribution was 196 389 €. Activities planned in SSAs include mainly data collection, data<br />
processing and comparison and information dissemination. The projects covered the following<br />
topics:<br />
6. Measures for increasing the share of renewable fuels for cogeneration of heat and<br />
power in the new member states<br />
7. Information dissemination and knowledge transfer from old to new member states on<br />
the newest technologies of efficient co-firing of biomass with fossil fuels<br />
8. Possibilities for using combined heat and power plants with heat stores for balancing<br />
the output of wind farms<br />
9. Mapping of biomass resource and the methods of its utilisation in Europe. Creation of<br />
network of research institutions involved in biomass co-firing<br />
10. Production and dissemination of a film introducing success stories in biomass<br />
utilisation and best bioenergy technologies for energy production<br />
Apart from the calls of the thematic priority two more projects were funded under SME<br />
specific initiatives: a CRAFT project dealt with utilisation of sewage water and sludge for<br />
efficient biomass production in the plantations of fast rotation energy crops and a CLR project<br />
analysed the usage of sewage water in the irrigation systems of energy crop plantations. These<br />
projects brought to Estonia additional 426 526 €.<br />
Framework programme 7 was launched in late 2006 and the first deadlines for submission of<br />
project proposals were in the first half of 2007. Energy issues of thematic priority 5 is one part<br />
of the cooperation programme of FP7, which likewise to FP6 is split between two DGs – DG<br />
RTD and DG TREN.<br />
The main goals of priority 5 are transforming the current fossil fuel based energy system into<br />
a more sustainable one based on diverse mix of energy sources and energy carriers, including<br />
enhanced usage of new and renewable energy sources combined with more efficient energy<br />
usage throughout the energy sector, to meet pressing challenges of security of supply and<br />
climate change, decreasing environmental impact of energy production and increasing the<br />
competitiveness of Europe’s energy industry.<br />
Priority 5 is divided into 9 activities (responsible DG pointed out in each case). Highlighted<br />
activities are related to bioenergy.<br />
10. Hydrogen and fuel cells (DG TREN and DG RTD)<br />
11. Renewable electricity generation (DG TREN and DG RTD)<br />
12. Renewable fuel production (DG TREN and DG RTD)<br />
13. Renewables for heating and cooling (DG TREN)<br />
14. CO 2 capture and storage for zero emission power generation (DG RTD)<br />
15. Clean coal technologies (DG TREN)<br />
112
16. Smart energy networks (DG TREN and DG RTD)<br />
17. Energy savings and energy efficiency (DG TREN)<br />
18. Knowledge for energy policy making (DG TREN and DG RTD)<br />
PRODUCTION OF BUILDING MATERIALS, BIOPLASTICS AND OTHER<br />
MATERIALS FROM BIOMASS. USE OF BIOMASS AND RELEVANT<br />
DEVELEOPMENT TRENDS<br />
There are several possibilities to produce various polymers which in European Union are<br />
conventionally called bio-based polymers (BBP). A composite material containing one or<br />
several bio-based polymers is named bioplastic, mainly due to the marketing considerations.<br />
Such a composite consists of the blend of different polymers and significant amount of<br />
additives known as compounders which are of synthetic or mineral origin. Erroneously it is a<br />
ubiquitous understanding that bioplastics are a priori biodegradable. As a matter of fact, only<br />
certain types of bioplastics are biodegradable. Some BBP are extremely stable, both thermally<br />
and chemically as well as mechanically (e.g., Rilsan). In the course of development of the<br />
main BBP types, first their biodegradability has been reduced. In many biodegradable<br />
composites the biodegradability is achieved and modified by respective polymers and<br />
additives that are purely chemically produced.<br />
The BBPs are classified in different documents and somewhat according to the interests of<br />
entrepreneurs. That is why polymers composed of so-called potentially bio-based monomers<br />
are named BBPs, although due to the price policy, these polymers are actually produced<br />
synthetically.<br />
BBPs can be divided according to their biomass ratio:<br />
a) natural or chemically modified biopolymers,<br />
b) polymers composed of completely or partially bio-based monomers.<br />
The only natural biopolymers, which are used purely as bioplastics today, are<br />
polyhydroxyalkanoates (PHA). For the production of PHA selected bacteria are cultivated,<br />
bacterial biomass is lysed, followed by dissolving PHA from the lysed biomass by chemical<br />
solvents. There are two large groups of modified BBP which are produced by processing<br />
starch or cellulose, respectively. A large group of various polymers with distinct and different<br />
characteristics is based on the both named raw materials. However, the starch modified group<br />
is more important in the meaning of production capacity whereas thermoplastic starch forms<br />
its majority. Based on different opinions, the starch-based polymers form altogether 50-80%<br />
of the BBP used in bioplastics. The production involves chemical restructuration, several types<br />
of (trans)esterification and etherification steps. Despite of a long application experience,<br />
during the last decade the application of modified cellulose-based polymers has been<br />
remarkably reduced, which is caused by the power and raw materials consuming cellulose<br />
purification processes. Although the chemistry of cellulose production is quite similar to that<br />
of starch, the conditions are harsher.<br />
Polylactic acid represents a biopolymer completely produced from biological raw material and<br />
according to the production aspects is defined as polylactide (PLA). The monomer for PLA is<br />
produced via glucose fermentation to lactic acid, whereas purification of lactic acid and<br />
sequential polymerization are parts of labour-intensive, energy and raw material consuming<br />
chemical industry. Actually the pure PLA plastic is very rare in the market and the proposed<br />
PLA-polymers are to a greater or lesser extent the mixed esters of lactic acid and synthetic<br />
monomers (e.g., the mixed ester of lactic acid and glycolic acid – PLGA). The other important<br />
groups of partially bio-based polymers are polyamides and polyurethanes. The production of<br />
these plastics is practically identical to the conventional petroplastics; only with the difference<br />
that one raw material is of agricultural origin.<br />
113
The BBP materials have several unique qualities. For example PHA is completely<br />
biodegradable without causing inflammations in human bodies and thus excellent material for<br />
temporary fixatives and structures (e.g. cardiac valves, blood vessels, bone screws, medical<br />
implants) for the medical use. Chitin, the cellulose like polymer in mushrooms and<br />
exoskeleton of insects, has a unique stimulating effect on cell division. As biopolymers consist<br />
of monomers with the same chirality, they can be characterised by the organised internal<br />
structure assuring good optical and mechanical qualities. Therefore, the real application fields<br />
of bioplastics should involve biotechnology and medicine, nanotechnological applications and<br />
optics.<br />
In the present marketing situation in case of bioplastics the emphasisis has been put only to<br />
characteristics as biodegradability in the open environment (which is often worse than for<br />
synthetic materials) or calculated reduced emission of greenhouse gases (GHG) are<br />
emphasized. In the main marketing sectors the BBP-materials have been advertised as<br />
covering materials for the agricultural use, household items and personal care items etc.<br />
The weakest aspect of BBP marketing is the price. The price of starch-based plastics was<br />
twice as high as that for synthetic materials until last year at least, the price of PLA-containing<br />
materials was at least 6 times higher and that of PHA plastics ca 20 times higher than for<br />
petroplastics. The price can be decreased only by reducing the share of BBP in the plastics,<br />
which is actually the most recognizable trend in the development of bioplastics.<br />
The market and production of bioplastics are low, probably less than 0.5 million tons per year<br />
(making about 0.5% of the present plastics market).<br />
The R & D of bioplastics is clearly connected with the supporting policies and measures. The<br />
respective legislative acts are justified with arguments concerning the GHG emission and<br />
sustainability. We must keep in mind that bioplastics is a product of chemical industry with its<br />
environmental problems and taxes related to it. This contradiction would be encountered in<br />
case of planning the respective factories for Estonia. The cultivation of agricultural crops and<br />
application of plastics have been subsidized governmentally. At the same time the plastics<br />
producing chemical industry would run across continuous public attack due to causing<br />
pollution and wastes.<br />
At the global level another, even major problem manifested itself this autumn. The production<br />
of bioplastics and biofuels which are alternative processes in economical terms and trends<br />
exclude each other. About 4/5 of BBP production is starch-based. The main important three<br />
BBPs are derived from starch (starch-based polymers are derived directly from starch and<br />
starch is a source of glucose for the PLA and PHB production). The same regulations planned<br />
to support the application of bioplastics support the production of bioethanol as well. Contrary<br />
to the technologically sophisticated chemical production of plastics, the production of ethanol<br />
is substantially easier. According to the bioethanol production vision, it has to be cellulosebased.<br />
Unfortunately, there is no appropriate technology available. Thus, as the supporting<br />
programmes have been launched already, at present bioethanol is produced from traditional<br />
raw materials, including starch. Contrariwise to bioplastics, the output of bioethanol increased<br />
rapidly. As starch is a raw material for various purposes there are no additional resources of<br />
starch available and as a consequence, the prices of grain and starch have risen twice since this<br />
autumn. This means that the price of bioplastics is going to run high as well and its<br />
competitiveness among synthetic biodegradable plastics is quite questionable. The agricultural<br />
sector has still a possibility to develop the subsidized economic activities in an alternative<br />
direction, such as bioenergetics.<br />
Therefore presently, when additionally to the abovementioned two problems, a labour<br />
shortage prevails in Estonia caused by the rapid economic growth, importing of chemical<br />
industrial complex to Estonia would not be reasonable and realistic. It would also mean<br />
additional need for the specialists experienced in polymer chemistry.<br />
114
Taking into account the considerable production of rapeseed oil in Estonia, an interest has<br />
arisen to develop the fatty acid-based polyol production. Polyurethanes synthesized from<br />
polyols are the basis for the production of specific materials - ecoplastics which have not been<br />
widely advertised. A question arises whether the projects of respective applied research would<br />
be launched and what would be the results and output of these projects. The appropriate small<br />
scale production could improve the economic efficiency of rapeseed industry, especially in the<br />
situation where the technology of biodisel production will be declared uneconomical and its<br />
further subsidizing terminated.<br />
Support measures for production and utilization of biomass energy<br />
In Estonia the measures taken to promote the energy use of biomass have been very modest<br />
ones. As the result, the impact of these measures has been quite modest as well. The measures<br />
taken can be grouped as follows:<br />
• operating support;<br />
• investment aid;<br />
• indirect measures: tax exemption, pollution charges and some others.<br />
Since 1998 a direct scheme for supporting the use of renewable energy sources (RES) for<br />
electricity generation has been in use. At present, the scheme includes an obligation for<br />
network operators to purchase electricity generated from renewable energy sources (RES-E)<br />
applying a special feed-in tariff which has several rates depending on the energy source. No<br />
impact analysis of this measure has been carried out. In May 2007 an amendment to the<br />
Electricity Market Act was made stipulating some important changes in support schemes for<br />
RES-E generation, including the increase of feed-in tariffs. Two alternatives were introduced<br />
as options for a RES-E utility: either to select the combination of purchase obligation with the<br />
feed-in tariff, or to apply for a special subsidized tariff only. Up to now, wood fuels are not<br />
utilized for electricity generation. Nevertheless, at present two or three large cogeneration<br />
plants firing wood chips and peat are being constructed.<br />
Up to now, the investment aid in the district heating sector may be considered as the best<br />
working instrument aimed to foster the wider use of biomass based energy. Some projects for<br />
fuel switch (e.g. conversion from coal or fuel oil to wood chips) of boilers have received<br />
financial support from the state budget, but a larger amount of financial assistance has been<br />
received from foreign aid programmes, both international and bilateral ones. All these support<br />
measures (grants, soft loans, etc.) have been project-based only. Some financing has been<br />
provided in frames of joint implementation (JI), for example replacement of old oil-fired<br />
boilers with biomass-firing ones at the district heating boiler houses in Tamsalu, Kadrina and<br />
Paide.<br />
In Estonia there have been no regular national subsidies granted for production of biomass.<br />
Nevertheless, the expansion of the area under energy crops is supported by direct aid provided<br />
according to the Council Regulation 1782/2003 establishing common rules for direct support<br />
schemes under the common agricultural policy and establishing certain support schemes for<br />
farmers. Some investment support for the production of biofuel could be applied for also<br />
under the Estonian national development plan for the use of EU structural funds – single<br />
programming document 2004–2006. Currently, the support measures have been planned in<br />
frames of the Development plan 2007−2013 for enhancing the use of biomass and bioenergy<br />
and are being provided in frames of the National strategic reference framework 2007–2013.<br />
The most general economic measure supporting all investments is related to taxation of<br />
income – the corporate income tax is imposed only on the amounts collected as profits, i.e. the<br />
reinvested profit is not a subject to income tax.<br />
115
The taxation measure aimed directly to promotion of bioenergy is the exemption of biofuels<br />
from excise tax. According to the Alcohol, Tobacco and Fuel Excise Duty Act the biofuels are<br />
exempted from the fuel excise duty in case the relevant permit has been obtained from the<br />
European Commission (EC) for the exemption. The permit was received – by decision of the<br />
EC Estonia has the right to apply excise tax exemption on biofuels for six years (since 27 July<br />
2005).<br />
Up to now, the impact of this tax exemption has been marginal: the Tax and Customs Board<br />
has issued only 11 permits (as of 1 December 2007) for production and releasing for<br />
consumption of biofuel. In 2006, the permit owners have produced almost five thousand tons<br />
of biofuel, 1.17 thousand t of which has been released for consumption – this is an extremely<br />
small quantity. Nevertheless, some positive changes have taken place: in June 2007<br />
construction of a large biodiesel production plant was started in Paldiski. The planned output<br />
of this plant is 300 tons of fuel per day.<br />
Another taxation measure supporting use of biomass fuels indirectly is the imposition of<br />
pollution charges on combustion of fuels. In the end of 2005 the Parliament of Estonia –<br />
Riigikogu – passed the Environment Charges Act that may be considered as a first element of<br />
ecological tax reform in Estonia. The Act provides an obligation for owners of combustion<br />
equipment to pay pollution charges for several pollutants emitted into air. The pollution charge<br />
for release of carbon dioxide into ambient air had been introduced already in 2000. Since 1<br />
January 2008 the CO 2 charge has to be paid by all enterprises producing heat, excluding the<br />
ones firing biomass, peat or waste.<br />
It has to be noted that the foreign trade of biomass needs more analysis in relation to emission<br />
trade of GHG. For example, Estonia exports almost all of the quite large production of wood<br />
pellets – in 2006 more than 250 thousand tons of pellets were exported. This results in loosing<br />
essential amount of potential emission reduction, as in case of utilizing this amount of wood<br />
fuels in Estonia (replacing fossil fuels) it could enable to reduce here the CO 2 emission by<br />
330 – 620 thousand tons (depending on fuel). Currently, this essential amount of emission<br />
reduction is included in GHG balances of countries importing pellets from Estonia.<br />
As a conclusion on current situation, it has to be emphasized that up to present the measures<br />
supporting investments have been of a non-regular character. The measures supporting<br />
operations have been mainly indirect ones, the only exception is the exemption from excise<br />
duty for biofuel. It is recommended to have measures with more stable character, but<br />
introduction of new measures must be preceded by defining national priorities which in turn<br />
presumes thorough impact analysis of various aspects, including life cycle analysis based on<br />
energy, environment and economic aspects considering Estonia’s circumstances. Also, a<br />
question of 'food versus fuel' must be considered: how much land and other resources are<br />
available, how should they be used and what are the priorities in this aspect. And, last but not<br />
least, all national support measures for production and use of biomass must comply with<br />
Community state aid policy, i.e. there should not be undue distortions of competition.<br />
116
Lisa 9<br />
BAK teadus- <strong>ja</strong> arendustegevuse osas tehtud rakendusteaduslikud<br />
uuringud 2007.aastal<br />
Vastavalt riikliku “Biomassi <strong>ja</strong> bioenergia kasutamise edendamise arengukava<br />
aastateks 2007-2013" (edaspidi BAK) eesmärkidele püstitati rakendusuuringute<br />
lähteülesanded ning <strong>ja</strong>otati need 2007. <strong>ja</strong> 2008. aasta vahel, võttes arvesse Eesti vastavaalast<br />
uurimispotentsiaali, õpetlaskonna eeldatavat kompetentsi ning kasutada olevat raharessurssi.<br />
Uuringute <strong>ja</strong>otus etappideks täpsustus osaliselt veel 2007.a uuringute käigus. Konkreetsemalt<br />
aga vormistati lepinguosaliste ettepanekutena lepingu 2007.a lõpparuannetes.<br />
Uuringutetsükli põh<strong>ja</strong>likkus kannatas oluliselt kogu riikliku arengukava ametliku<br />
kinnitamise protseduurilise venimise pärast. Kuivõrd riiklik otsus võeti vastu ning BAK<br />
uuringutetsükliks ette nähtud eelarveraha avanes varem kavandatud 2006.a novembri asemel<br />
alles 2007.a algul, siis venis ka eelläbirääkimiste aeg ning lepingute lõplik sõlmimine mõnede<br />
partneritega kuni varakevadeni. Tuginedes oma varasemale praktilisele kogemusele ei<br />
julgenud ükski potentsiaalne lepingupartner kuni lepingu tegeliku sõlmimiseni täiel määral<br />
reserveerida oma vastava as<strong>ja</strong>tundlikkusega tööta<strong>ja</strong>id BAK uuringuteks. Lepingute<br />
formuleerimine jälle sõltus BAK lõplikult sätestatud ülesannetest ning selleks tööks eraldatava<br />
raharessursi suurusest.<br />
A<strong>ja</strong>lise surutise tõttu kannatas ka lepingutööde omavaheline sidustamine. Ei tekkinud<br />
võimalust kavandada nende loogilist a<strong>ja</strong>list järgnemist üksteisele, kus üks uurimisrühm oleks<br />
saanud sisendinfona kasutada teise rühma varem tehtud uuringu lõpptulemusi.<br />
Seetõttu võib öelda, et ligemale kolmandik a<strong>ja</strong>st, mida läinuks va<strong>ja</strong> va<strong>ja</strong>minevate<br />
uuringute tegemiseks juba BAK esimesel rakendusaastal, jäi suurel määral kasutamata ning<br />
uuringute käigus omandatud as<strong>ja</strong>kohase info sünergia rakendamine on võimalik alles<br />
uuringute järgmises etapis.<br />
Sõlmitud lepingulised uurimistööd <strong>ja</strong> nendega hõlmatud teaduskollektiivid<br />
<strong>Maaelu</strong> Edendamise Sihtasutus sõlmis BAK rakendusasutusena vastavaotstarbelised<br />
uuringulepingud avaliku pakkumiskutse alusel viie partneriga. Kõige keerulisem oli leida<br />
usaldusväärseid lepinguülesande täit<strong>ja</strong>id tururegulatsiooni probleemide uurimiseks <strong>ja</strong><br />
ökonoomikauuringuteks, aga samuti leida spetsialiste, kes võiksid analüüsida ning teha<br />
rakendusettepanekuid ametliku korralduse osas. Sellealaste uuringute pädevaid tegi<strong>ja</strong>d napib<br />
Eestis.<br />
Uurimist va<strong>ja</strong>vate probleemide lahendamise lähteülesanded koostati BAK<br />
rakenduseesmärkidest lähtudes, pidades silmas uurimisteemade omavalhelist seost <strong>ja</strong> loogilist<br />
kokkukuuluvust. Kogu 2007.aastal alustatud <strong>ja</strong> osalt ka lõpetatud uuringutetsükli temaatika<br />
<strong>ja</strong>otus viie uurimise lähteülesande vahel.<br />
Esimene lähteülesanne käsitles energeetilise biomassi kultiveerimiseks kasutatava<br />
maaressursi kindlakstegemist.<br />
Teine uuringute tellimuspakett seadis sihiks Eestis olemasoleva, praeguse või juba<br />
kavandatud tootmise-tarbimise juures tekkiva biomassi ressursi hindamise. Biomassi ressurssi<br />
käsitleti omakorda kolmes ressursigrupis: puidu biomass, tööstus- <strong>ja</strong> olmejäätmete biomass<br />
ning põlluma<strong>ja</strong>nduses tekkiv biomassi ressurss. Viimasele lisaks hinnati ka looduslikelt <strong>ja</strong><br />
poollooduslikelt rohumaadelt saadavat potentsiaalset biomassi.<br />
117
Kolmas lähteülesanne taotles kõigi Eestis kasvatamiseks kõne alla tulevate<br />
energiakultuuride väl<strong>ja</strong>selgitamist ühes hinanguga nende reaalsetele viljelusvõimalustele ning<br />
mõttekusele. Energiakultuure vaadeldi taas kahes suures taimerühmas: puittaimed <strong>ja</strong> rohtsed<br />
energeetilist biomassiressurssi tootvad kultuurid.<br />
Nel<strong>ja</strong>s lähteülesanne koondas tehnoloogiauuringuid. Selle raames seati sihiks saada<br />
ülevaade kaheksas küsimuses:<br />
1) biomassi tootmise <strong>ja</strong> energeetilise kasutamise territoriaalne planeerimine<br />
(tootmisalade tsoneerimine <strong>ja</strong> sobitamine peamiste kasutuskohtadega);<br />
2) biomassi energiaks muundamise tehnoloogiate sobivus eri liiki biomassipõhistele<br />
kütustele;<br />
3) biogaasi tootmise potentsiaal – sobivad tehnoloogilised lahendused, võimsused,<br />
asukohad, võrgu loomise eeldused;<br />
4) transport-biokütuste tootmise potentsiaal: sobivad tehnoloogilised lahendused,<br />
võimsused, asukohad;<br />
5) biomassi toodete elutsükli hindamine;<br />
6) Eesti teaduskollektiivide osalemine EL teadus- <strong>ja</strong> arendustegevuse raamprogrammi<br />
bioenergeetika valdkonna projektides;<br />
7) mater<strong>ja</strong>litootmine biomassist; biomater<strong>ja</strong>lide kasutamine <strong>ja</strong> trendid (sh<br />
ehitusmater<strong>ja</strong>lid, tarbe- <strong>ja</strong> tööstuskeemia, bioplastid, komposiitmater<strong>ja</strong>lid jm.);<br />
8) biomassi energia kasutamise edendamise korraldus <strong>ja</strong> meetmed Eestis.<br />
Viies lähteülesanne pühendati valdkonna tururegulatsioonile (õigus, maksud, avalikud<br />
hanked, toetused).<br />
Enamik läheülesandeid taotles uuri<strong>ja</strong>ilt vastuseid ka biomassi enamat kasutamist<br />
piiravate <strong>ja</strong> soodustatavate tegurite kohta ning hinnangut praeguse ametliku korralduse<br />
sobivusele selle eesmärgi saavutamisel. Keskkonnamõjude hindamine otsustati seejuures<br />
lahendada kogu valdkonna kohta eraldi tervikuna.<br />
Uuri<strong>ja</strong>ile tehti iga teema juures ülesandeks anda soovitusi ametliku korralduse<br />
kohasemaks muutmiseks ning identifitseerida teemad, mille uurimine oleks jätku-uuringuna<br />
hädava<strong>ja</strong>lik, et luua enamat selgust biomassil põhineva taastuvenergia osakaalu<br />
suurendamiseks Eestis ühes palvega hinnata soovitatavate tööde ulatus, a<strong>ja</strong>kulu <strong>ja</strong> ligikaudne<br />
maksumus.<br />
Vastavalt lähteülesannetele hangiti konkursi korras teadlaskollektiivid <strong>ja</strong> -asutused,<br />
kellega sõlmiti vastavaalase rakendusuuringu leping.<br />
Eesti Maaülikooliga sõlmiti neli lepingut: üks leping 1. lähteülesande lahendamiseks,<br />
üks 2. lähteülesande ning kaks 3. lähteülesande lahendamiseks.<br />
Biomassi tootmiseks potentsiaalselt saadaolevat maaressurssi asus hindama EMÜ<br />
Metsandus- <strong>ja</strong> Maaehitusinstituudi vastav töörühm (vastutav täit<strong>ja</strong> prof. Peeter Muiste,<br />
töörühmas A.Astover, A.Padari, H.Roostalu, L.Kukk, E.Suuster, A.Ostrouhhova).<br />
Tuleb tunnistada, et seatud lähteülesanne osutus üheaastase töö <strong>ja</strong>oks ilmselt<br />
ülejõukäivaks. Töörühma as<strong>ja</strong>tundlikkuses ning suutlikkuses ei ole põhjust kahelda. Pigem on<br />
põhjus selles, et Eesti territooriumi käsitlevate rohkete andmebaaside loomine on toimunud<br />
sidustamata. Sellest johtuvalt ei ole neis sisalduvad andmed kuigi hõlpsasti ühildatavad ning<br />
ühtlase pildi saavutamine on vägagi töömahukas. Digitaalse täpsuse saavutamine takerdub<br />
ohtrate andmelünkade taha, mis e-riigiks pürgiva ühiskonnakorralduse <strong>ja</strong>oks on tänasel päeval<br />
juba piinlikkusttekitav as<strong>ja</strong>olu.<br />
Lepingu 2007.a etapiga on siiski alus (lähenemisviis ning andmebaaside ra<strong>ja</strong>mine)<br />
selleks tehtud, et aasta-paariga võiks piisava rahastamise korral saavutada olukorra, kus eri<br />
kõlvikute vil<strong>ja</strong>kusomadused on digikaartidelt loetavad ning kartograafiliste menetlustega on<br />
võimalik hõlpsasti hankida argumente ühe või teise maalapi ma<strong>ja</strong>nduslikult otstarbeka<br />
118
kasutusviisi põhjendamiseks.<br />
Olemasoleva biomassiressursi hindamistööd tehti samuti EMÜ MMI poolt (vastutav<br />
täit<strong>ja</strong> P.Muiste). Töö <strong>ja</strong>gunes kolme uurimisrühma vahel, kes hindasid vastavalt metsaraie ning<br />
puidutööstuse jäätmeid (A.Padari, P.Muiste, R.Mitt, L.Pärn), orgaanilisi tööstus- <strong>ja</strong><br />
olmejäätmeid (M.Kriipsalu) ning põlluma<strong>ja</strong>ndustootmise bioorgaanilisi jääke (H.Roostalu,<br />
I.Melts).<br />
Esimese <strong>ja</strong> teise uurimisrühma töö tulemused vastasid ootustele. Vaba puidubiomassi<br />
hinnang ning põlevate tööstus- <strong>ja</strong> olmejäätmete käsitlus andis praeguste teadmiste taset<br />
arvesse võttes ammendava hinnangu nende perspektiivile täiendava energia tootmiseks ning<br />
mõningasi vihjeid ka sellealase ametliku regulatsiooni va<strong>ja</strong>dusest.<br />
Põlluma<strong>ja</strong>ndusest saadava potentsiaalset energeetilist väärtust omava biomassi<br />
hindamine paraku ei kujunenud nõnda ülevaatlikuks. Põhu <strong>ja</strong> sõnniku hulga ning kasutatavuse<br />
hinnang on põhjendatud. Rohumaadel <strong>ja</strong> kultiveerimata maastikel tekkiva biomassi arvestus<br />
aga annab paraku vähe pidepunkte edasiste tegevusotsustuste tegemiseks.<br />
Energiakultuure käsitleva lähteülesande raames uuris puittaimede kasutusperspektiivi<br />
EMÜ MMI töörühm (vastutav täit<strong>ja</strong> prof. H.Tullus, lisaks A.Koppel, V.Uri, A.Tullus <strong>ja</strong><br />
L.Pärn) ning ülevaate rohtsetest energiakultuuridest, mille kasutuselevõtt on Eestis jutuks<br />
olnud või mis võrdlusandmete põh<strong>ja</strong>l võiks kaalumisele tulla, tegi EMÜ Põlluma<strong>ja</strong>ndus- <strong>ja</strong><br />
Keskkonnainstituut (vastutav täit<strong>ja</strong> Merrit Noormets, töörühmas veel H.Raave, R.Viiralt,<br />
V.Kuusemets, M.Alaru, J.Kuht, L.Talgre <strong>ja</strong> A.Makke).<br />
Puittaimede uuringu tulemus vastas ootustele. Kõik lähteülesandes püstitatud<br />
küsimused puittaimede energiabiomassiks kultiveerimise võimaluste kohta said rahuldava<br />
vastuse.<br />
Võrdlusuuringust rohtsete energiakultuuride kohta kujunes mahukas ning andmerikas<br />
ülevaade Eestis viljeldud, katsetatud või uuritud rohtsete kultuuride võimalikust sobivusest<br />
energiatootmise biomass-tooraineks. Võrdlustulemused esitati tabelis bioenergeetilise otstarbe<br />
järgi: põletusbiomassi, biogaasi tooraine ning vedelkütuste tooraine aspektist hinnatuna.<br />
Uuring üldistas kir<strong>ja</strong>ndusest <strong>ja</strong> internetist saadaoleva info, naabermaade praktilist kogemust<br />
ka<strong>ja</strong>stavates allikates sisalduva teabe ning Eestis eri uurimisasutuste poolt tehtud katsete ning<br />
uuringute andmed. Sama töörühm koostas ka tehnoloogiakaardid kõigi vaatluse alla võetud<br />
energiakultuuride kohta, mille hiljem võttis tasuvusarvutuste aluseks sellega spetsiaalselt<br />
tegelenud teine töörühm.<br />
Kõik nimetatud uurimisrühmad esitasid ka loogilised ettepanekud jätku-uuringute osas<br />
ning tegevuste loendi, juhul kui käsitletud energiakultuuride ning uuri<strong>ja</strong>te soovituste varal<br />
bioenergia arendustegevust jätkata.<br />
Mõningaid tuntumaid energiakultuurideks sobivaid liike-sorte on Eestis mõnda aega<br />
eraldi uuritud. Nende osas telliti täiendavad tööd bioenergia-alase arengu kavandamiseks<br />
oluliste tulemuste kokkuvõttena ning eksperthinnangud püstitatud lähteülesande küsimuste<br />
lõikes.<br />
Eraldi päideroogu ning teravil<strong>ja</strong>de <strong>ja</strong> kanepi kasutusperspektiivi käsitles Jõgeva<br />
Sordiaretuse Instituut (JSI, vastutav täit<strong>ja</strong> M.Koppel), mis sel alal on sihipärast uurimistööd<br />
teinud teistest kauem. Galeega <strong>ja</strong> lutserni sobivust analüüsis Eesti Maaviljeluse Instituut<br />
(EMVI, teema juht T.Võsa, täit<strong>ja</strong>d U.Tamm, H.Meripõld, E.Koik, E.Nugis,T.Saue <strong>ja</strong><br />
J.Kada<strong>ja</strong>), millel omakorda on nende kultuuride pikemaa<strong>ja</strong>lise uurimise kogemus olemas.<br />
Ida-kitseherne <strong>ja</strong> lutserni perspektiivide osas andis EMVI uuringuaruanne täpsustatud<br />
teavet ning püstitas ka uued uurimisülesanded. Ühtlasi koostas EMVI galeega <strong>ja</strong> lutserni<br />
tehnoloogiakaardid.<br />
Jõgeva SAI uuringuaruanne paraku jäi vähekonkreetseks vaatamata telli<strong>ja</strong>poolsele<br />
täpsustuspalvele. Aruanne ka<strong>ja</strong>stas asutuse katsetulemusi ning andis ainult üksikutes detailides<br />
119
täiendavat teavet lähteülesannete lahendusse.<br />
Tallinna Tehnikaülikooli Soojustehnika Instituudi leping (TTÜ STI, vasutav täit<strong>ja</strong> -<br />
dr. Villu Vares) oli mahukaim, otsides käepäraseid vastuseid nel<strong>ja</strong>ndas lähteülesandes<br />
püstitatud kaheksale küsimusele:<br />
TTÜ STI rakendas lepingutöödes eksperte ka väl<strong>ja</strong>spoolt Soojustehnika Instituuti<br />
(TTÜ Ma<strong>ja</strong>ndusuuringute teaduskeskus) ning isegi väl<strong>ja</strong>spoolt TTÜ-d: Sihtasutus Archimedes<br />
koostas ülevaate eesti teadlaste osalemise kohta EL T&A raamprogrammides;<br />
mater<strong>ja</strong>litootmise probleeme käsitles Tartu Ülikooli Tehnoloogiainstituudi teadur (A.Nurk).<br />
Ootused <strong>ja</strong> tulemused.<br />
TTÜ STI uurimispotentsiaal <strong>ja</strong> kogemused on BAK alaste uuringute nel<strong>ja</strong>ndasse<br />
lähteülesandesse koondatud küsimustes kahtlemata suurim Eestis. Partner on olnud<br />
koostööaldis teiste asutustega, suutes va<strong>ja</strong>dusel nobedasti töösse rakendada spetsialiste<br />
väl<strong>ja</strong>spoolt. Uurimistulemused on formuleeritud vastutustundlikult <strong>ja</strong> konkreetselt.<br />
Põh<strong>ja</strong>likum ülevaade on antud biogaasi praegusest märksa intensiivsema tootmise<br />
arendamiseks kääritatavast biomassist.<br />
TTÜ STI uuringus on toodud ka konkreetsed soovitused tehnoloogiate valikuks<br />
tulevastele investoritele ühes konkreetsete viidetega Euroopa tuntumatele<br />
projekteerimisfirmadele, seadmete toot<strong>ja</strong>tele <strong>ja</strong> tehnoloogia tarni<strong>ja</strong>tele, samuti erinevate<br />
tehnoloogiate ma<strong>ja</strong>ndusliku tasuvuse ligikaudsed hinnangud. Peale selle on toodud<br />
biogaasi<strong>ja</strong>ama ma<strong>ja</strong>ndusliku tasuvuse arvutuse põhimõtteline algoritm.<br />
Transport-biokütuste tootmise potentsiaali puudutavas uuringus on eesti spetsialistid<br />
kriitiliselt hinnanud suurt hulka sellealaste tööde viimase a<strong>ja</strong> aruandeid. Järeldused on kained<br />
<strong>ja</strong> arukad. Ametlike toetusmeetmete lisamist praegushetkel ei peeta otstarbekaks. Piisab<br />
biokütuste aktsiisivabastusest. Juhul kui mingitel põhjustel otsustatakse kodumaise biokütuste<br />
tootmist siiski edendada <strong>ja</strong> seda enam ka tarbida, siis tuleks esmajoones asuda tarbi<strong>ja</strong>te<br />
ettevalmistamisele selleks.<br />
Uurimisaruanne esitab ka andmeid biokütuste tehnoloogia tarni<strong>ja</strong>te kohta ning<br />
soovitused riiklike <strong>ja</strong> munitsipaalmeetmete rakendamiseks biokütuste populaarsuse<br />
kasvatamisel.<br />
Biomassi toodete elutsükli hindamist käsitlev TTÜ STI aruandeosa kirjeldab<br />
biomassi toodete olelustsükli hindamise menetlust ning esitab olelustsükli algoritmi skeemi.<br />
Teeb aga seejuures järelduse, et universaalsel algoritmil puudub praktiline väärtus ning Eesti<br />
puhul tuleks keskenduda ainult meile strateegiliselt oluliste biomassitoodete olelustsükli<br />
hindamisele.<br />
Biomassist mater<strong>ja</strong>litootmise uuringuaruanne on lähteülesande raames ammendav <strong>ja</strong><br />
lõpeb resoluutse järeldusega - puidubiomassi tavapärase kasutamise kõrval teistlaadse<br />
mater<strong>ja</strong>litootmise ra<strong>ja</strong>mine eeldab teadmistepõhise Eesti loosungi sihipärast elluviimist.<br />
Praegu selleks valmisolek puudub.<br />
Valdkonna turu-regulatsiooni analüüs (5. lähteülesande lahend) telliti Aktsiaseltsilt<br />
Ernst & Young Baltic (vastutav täit<strong>ja</strong> Tarmo Toiger). Töö tegi<strong>ja</strong> leiti korduskonkursiga, sest<br />
esimese vooruga telli<strong>ja</strong>le vastuvõetavat töövõt<strong>ja</strong>t ei kvalifitseerunud. Selle lepingu tähtaeg<br />
pole veel käes. Partner on korrektselt esitanud perioodilised vahearuanded.<br />
Kõik tellitud uurimistööde lähteülesanded, vahearuanded (aruanded) <strong>ja</strong> nende<br />
digitaalsed esitlusprogrammid on leitavad BAK veebilt http://www.<strong>bioenergybaltic</strong>.ee.<br />
120
UURINGUTE OLULISEMAD TULEMUSED JA JÄRELDUSED<br />
Maaressurss (1. lähteülesanne)<br />
Maaressursiga seotud uurimisülesanne näeb ette varasemast tootmisest kõrvale jäänud<br />
<strong>ja</strong> jõude oleva, kuid energiakultuuride viljelemiseks põhimõtteliselt sobiva maaressursi<br />
kindlaksmääramise Eestis ning nende tingimuste põhimõttelist kirjeldust, mis seda<br />
võimaldaksid.<br />
Esmatähtis oli kontrollida seni kasutatud vaba maa suurusnumbrite usaldusväärsust<br />
ning selgust saada olemasolevate <strong>ja</strong> seni kasutatud andmete erinevuse põhjustest. See ülesanne<br />
ei osutunud lihtsaks.<br />
Eesti taasiseseisvumise järgsetel aastatel on loodud täpne <strong>ja</strong> digitaliseeritud kaardistik<br />
peaaegu kogu vabariigi territooriumi kohta. Selle alusel on eri ametkonnad ra<strong>ja</strong>nud<br />
mitmesuguseid maakasutuse andmebaase. Probleemiks on kujunenud Eesti territooriumi<br />
käsitlevate andmebaaside koostamise sidustamatus ning sellest johtuv andmestiku<br />
ühildamatus.<br />
Seetõttu pealtnäha lihtsale arvestuslikule ülesandele rahuldava täpsusega vastust<br />
2007.a jooksul saada ei õnnestunud. Saavutati küll suurem nö jõude olevate maade<br />
hindamistäpsus ning alustati kasutusest väl<strong>ja</strong>soleva maa suurust <strong>ja</strong> paiknemist ka<strong>ja</strong>stava<br />
kaardimater<strong>ja</strong>li kokkupanemist.<br />
EMÜ MMI vastse uuringu andmeid on meil praegu tinglikult kasutamata 286 000 ha<br />
toetusõiguslikku põlluma<strong>ja</strong>ndusmaad. Sellest 123 000 ha on täielikult kasutamata. Ilma<br />
toetusõiguseta 147 000 ha maad on samuti suuresti jõude, kuid mitmetel põhjustel (väikesed<br />
maalapid, võsastunud jne.) vähekõlblikud ka energiakultuuride viljelemiseks. See-eest on 110<br />
000 ha toetuste varal niidetud rohumaade viljelusressurss kasinalt kasutatud. Need maad<br />
võiksid kõne alla tulla lisaressursina, kui selle otstarbekust rahvama<strong>ja</strong>nduses õnnestub<br />
põhjendada.<br />
Maaressursi analüüs hindas ka toetuskõlblikkuse, maakasutuse sihtotstarbe määratluse,<br />
omandisuhete, olemasolevate kasutuspiirangute ning mitmete teiste tegurite tähendust<br />
energiakultuuride kasvatamiseks potentsiaalse maaressursi leidmisel.<br />
Uuringu põh<strong>ja</strong>l võib väita, et need tegurid arvestataval määral tõenäolist maaressurssi<br />
ei mõjuta. Sihipärase energiakultuuride viljelemise sisseseadmisel võivad aga täpsustused<br />
nendegi tegurite tähenduse osas osutuda olulisemaks.<br />
Kasutuseta või alakasutatud maade looduslikku sobivust biomassi kultuuride<br />
viljelemiseks aga ära hinnata ei õnnestunud. Selle töö maht osutus juba lepinguläbirääkimiste<br />
käigus ette antud a<strong>ja</strong>vahemikus ülejõukäivaks. Võimalus <strong>ja</strong> eeldused sellise teabevaramu<br />
koostamiseks on aga olemas varasemate ning kõnesoleva uuringu raames kogutud<br />
produktiivsuse andmete ühildamise näol kasutamata maade <strong>ja</strong> mullastikukaardiga.<br />
Säärase töö lõpuleviimise otstarbekus sõltub kogu probleemi lahendusviisi<br />
otsustamisest.<br />
Vil<strong>ja</strong>kusandmete <strong>ja</strong> sellele vastava energiakultuuride viljelemise sobivuse hinnang on<br />
aga kindlasti va<strong>ja</strong>lik poollooduslike koosluste territooriumi kohta. Nende maade<br />
hooldamiskohustuse tõttu koristatakse nende alade biomass nii-kui-nii. Praeguseni seda aga<br />
peaaegu üldse ei utiliseerita. Selliste alade teadlikum rakendamine võiks niigi koristatava<br />
biomassi energeetilist väärtust märgatavalt tõsta <strong>ja</strong> kasutada see ära täiendava<br />
energiatoorainena.<br />
Samal põhjusel tuleks lõpuni viia ka muude ülalnimetatud (ning maaressursi uuringu<br />
lähteülesandes püstitatud) maakasutust mõjutavate tegurite (määratud sihtotstarve,<br />
omandisuhted jm.) mõju analüüs.<br />
On kahetsusväärne, et maakasutusandmestikku sisaldava kaardimater<strong>ja</strong>li<br />
121
digitaliseerimine Eestis pole olnud süsteemne. Seetõttu on pärsitud ka moodsate<br />
kartograafiliste digiandmebaaside loomine, mis mitmel pool mu<strong>ja</strong>l arenenud riikides on juba<br />
aset leidnud.<br />
Samm edasi oleks e-PRIA rakendamine pindalatoetuste taotlemisel, ehkki seegi täidaks<br />
vaid osa olemasolevast lüngast.<br />
Maaressursi uuringu oluliseks takistuseks ähvardas uuringu eelarve kavandamisel<br />
kujuneda ametlikult piiratud ligipääs mõnedele digikaartidele ning teiste kõrged litsentsitasud<br />
(Maa-ameti digikaardimater<strong>ja</strong>l).<br />
Soovitatud jätku-uuringud<br />
Edaspidi on otstarbekas jätkata maaressursi uuringuid järgmistes suundades:<br />
$ Täpsustada kasutusest väl<strong>ja</strong>soleva maa suurust lähtudes PRIA, Statistika, Maaameti,<br />
RMK, Metsaregistri jt. andmebaaside andmetest;<br />
$ Täpsustada kasutusest väl<strong>ja</strong>soleva maa suurust <strong>ja</strong> paiknemist ka<strong>ja</strong>stav kaardimater<strong>ja</strong>li;<br />
$ Kirjeldada kasutusest väl<strong>ja</strong>soleval maal energiakultuuride kasvatamiseks maa<br />
kasutuselevõtuga seotud mõjuvaid tegureid, sh:<br />
$ täpsustada kasutusest väl<strong>ja</strong>soleva maa <strong>ja</strong>otus sihtotstarbe järgi;<br />
$ koostada maakondade regionaalne analüüs toetusõigusliku <strong>ja</strong> toetusõiguseta kasutusest<br />
väl<strong>ja</strong>soleva maaressursi kohta;<br />
$ täpsustada andmeid kasutusest väl<strong>ja</strong>soleva maa struktuurist põllumassiivide<br />
suurusklassi alusel;<br />
$ koostada ülevaade kasutusest väl<strong>ja</strong>soleva maa omandisuhetest <strong>ja</strong> kasutuspiirangutest;<br />
$ koostada ülevaade kasutusest väl<strong>ja</strong>solevate maade vil<strong>ja</strong>kusomadustest ning<br />
looduslikust seisundist maakonna tasemel;<br />
$ koostada ülevaade maaparandussüsteemide olukorrast maakonna tasemel<br />
$ kirjeldada kasutatud turbaväl<strong>ja</strong>de asukohad <strong>ja</strong> suuruste ning turbatoot<strong>ja</strong>te<br />
rekultiveerimiskohustused;<br />
$ kirjeldada reoveehoidlate asukohad <strong>ja</strong> võimsused;<br />
$ kirjeldada märgaladel biomassi tootmise potentsiaal <strong>ja</strong> piirangud;<br />
$ koostada ülevaade kasutusest väl<strong>ja</strong>soleva maa kasutuselevõtu võimalustest biomassi- <strong>ja</strong><br />
energiakultuuride kultiveerimiseks (maa kasutuselevõtu maksumus, eeldatavalt<br />
sobivad kultuurid, nende saagikuspotentsiaal jmt.)<br />
Juba 2008. aastal oleks hädava<strong>ja</strong>lik jätkata töid kahes esimeses küsimuses ning anda<br />
esialgsed vastused kolmandana kirjeldatud punkti eriküsimustes.<br />
Maa-andmete täpsustamine on hädava<strong>ja</strong>lik mitmel strateegilisel otstarbel:<br />
$ selleks et kavandada <strong>ja</strong> normeerida rohumaade <strong>ja</strong> looduslike taimekoosluste väetamist<br />
nende kasutuselevõtu korral biomassi ressursi allikana,<br />
$ et hinnata täpsemalt vastavaid võimalusi ning kavandada<br />
puidubiomassi tootmist kasutamata põlluma<strong>ja</strong>ndusmaadel <strong>ja</strong> looduslikel<br />
rohumaadel,<br />
$ et hinnata adekvaatselt biomassi potentsiaalseid tootmismahtusid Eesti eri osades<br />
seostatult muu põlluma<strong>ja</strong>ndusliku maakasutusega ning kavandada <strong>ja</strong> teostada<br />
maaviljeluse strateegilisi kavasid,<br />
$ täpne <strong>ja</strong> ülevaatlik digitaliseeritud arvepidamine maaressursi <strong>ja</strong> selle kasutamise üle on<br />
iseseisva riigi ma<strong>ja</strong>nduselu kavandamisel samavõrd tähtis kui rahvastiku soolisvanuseline<br />
<strong>ja</strong> arvuline ülevaade paikkoniti.<br />
Olemasolev biomassiressurss (2. lähteülesanne)<br />
122
Uuringud keskendusid Eestis olemasoleva või juba tekkiva biomassi ressursi hulga<br />
hindamisele ning hinnangu andmise sellele, kuivõrd see oleks kasutatav energiatoormena.<br />
Vaatluse alla võeti raiejäätmed, puidutööstuse jäätmed ning jäätmaade võsa, orgaaniliste<br />
tööstus- <strong>ja</strong> olmejäätmete mass ning põlluma<strong>ja</strong>ndustootmises tekkiv biomass.<br />
Metsast saadava potentsiaalse biomassi hindamise aluseks oli kartograafiline analüüs,<br />
metsaregistri takseerandmed ning muldade tabelid. Hindamisel kasutatud metoodika <strong>ja</strong><br />
mudelid peaksid andma võrdlemisi tõepärase tulemi. Analüüsimata jäi Eesti põhikaardiga<br />
katmata 504 km 2 , mis on praktiliselt tähtsusetu lünk koguhinnangus.<br />
Hinnangu järgi võiks seni kasutamata puidu saagisest energiatootmisse suunata 1 503<br />
000 tm raiejääke seni kasutamata latvade <strong>ja</strong> okste näol ning vähemalt 480 000 tm<br />
okaspuukände. Elektriliinide trassidele jäävas võsas kasvab aastas veel 42 000 t puidumassi.<br />
Teiste võsastuvate maade puidu biomassi hinnang nõuaks järgu võrra detailsemat<br />
kartograafilist analüüsi. Samas, eeldustekohaselt on selle pärast hindamata jääv potentsiaalne<br />
biomass siiski suhteliselt väike.<br />
Eesti saetööstuses tekkiv saepuru <strong>ja</strong> puukoor, nagu ka puidutöötlemistööstuse jäätmed<br />
on peaaegu täiel määral kasutuses kas puidugraanulite- <strong>ja</strong> briketitootmises või juba<br />
põletataksegi katlama<strong>ja</strong>des. Selles osas on viimaste aastate turukonjunktuur olnud väga<br />
soodne.<br />
Tööstus- <strong>ja</strong> olmejäätmete massi hindamine võimaliku bioenergia allikana püüdis<br />
arvesse võtta viimastel aastatel kiiresti edenenud sellealase ametliku korralduse abinõude<br />
tulemusi ning mitte spekuleerida nende jäätmehulkadega, mida selletõttu bioenergia tootmisse<br />
tõenäoliselt suunata enam ei õnnestuks.<br />
Jäätmekäitluskavad käsitlevad üpris terviklikult eritüübilist jäätmemassi. Praegu<br />
ra<strong>ja</strong>misel olevate prügipõletustehaste koguvõimsus nende valmimise korral (480 000 - 660<br />
000 t/a) ületab olmejäätmete koguhulga Eestis. Nad ilmselt kasutaksid ära ka põlevad ehitus<strong>ja</strong><br />
lammutusjäätmed.<br />
Lõpuni kavandamata <strong>ja</strong> korraldamata on praegu prügilagaaside ning jäätmete<br />
märgfraktsiooni <strong>ja</strong> reoveesetete kääritusjääkide põletamine, mis annaks mõningast tulemit<br />
bioenergia näol.<br />
Põlluma<strong>ja</strong>ndustootmises tekkiva biomassi käsitlus hõlmas hinnangut põhu<br />
võimalikuks kasutamiseks energiatoormena ning teravil<strong>ja</strong>de, sõnniku, rohumaadelt <strong>ja</strong><br />
looduslikelt taimekooslustelt koristatava biomassi energeetilise potentsiaali kohta.<br />
Teravil<strong>ja</strong>põhu kasutamine biokütusena tuleb tema tähtsuse tõttu kultuurmaistu<br />
aineringes kõne alla üksnes lokaalselt <strong>ja</strong> väikekogustes. Teravil<strong>ja</strong>kasvatuse intensiivistamine<br />
(selleks hästi sobivat maad on meil 1,5-2 korda rohkem, kui praegu teravil<strong>ja</strong>de<br />
kultiveerimiseks kasutatakse!) võib mõnevõrra parandada ka põhu positsiooni biokütuste<br />
arvestuses.<br />
Olulisem on vahest teravil<strong>ja</strong>de, ennekõike nisu biomassi energeetilise väärtuse kasv<br />
parema väetusrežiimi korral (bioetanooliks või biodiisliks). PRIA praegu normiks seatav<br />
saagitase seda aga ei eelda ning annab ma<strong>ja</strong>nduslikult küsitava tulemuse.<br />
Sõnniku potentsiaal biogaasi allikana tuleb tema kasinate koguste tõttu kõne alla jällegi<br />
üksnes lokaalselt suurfarmide juures.<br />
Rohumaade <strong>ja</strong> looduslike taimekoosluste koristatav biomass võiks olla<br />
märkimisväärne, kuigi selle tekkimine on väga hajutatud. Rohumaade läbimõeldud väetamine<br />
võiks seda potentsiaali tuntavalt tõsta. Vastavate ma<strong>ja</strong>ndamiskavade, sealhulgas<br />
väetamiskorralduse väl<strong>ja</strong>töötamine on aga suhteliselt töömahukas ennekõike järgmistel<br />
põhjustel:<br />
1) madala agrofooni tõttu on jõude jäänud maadel saagid isegi väetamise korral<br />
ebastabiilsed, ehkki suuremad väetisnormid mõnevõrra tasandavad ebastabiilsust;<br />
2) andmebaasid kõlvikute <strong>ja</strong> nende vil<strong>ja</strong>kusomaduste kohta on lünklikud <strong>ja</strong> kohati<br />
123
puudulikud;<br />
3) suur hulk maid, mis sedalaadi biomassi allikana kõne alla võiksid tulla, on<br />
koormatud väga erinevate keskkonnakaitseliste piirangutega (vee- <strong>ja</strong><br />
rannakaitsevööndid, eri režiimiga looduskaitsealad jne);<br />
4) mõnele biomassiliigile (pilliroog, hundinui) on olemas konkureerivad kasuta<strong>ja</strong>d, mis<br />
võivad ma<strong>ja</strong>ndamisviisile seada teistlaadseid piiranguid.<br />
Tähelepanu on pälvinud ka poollooduslikelt <strong>ja</strong> tehismärgaladelt saadav biomass, mille<br />
energeetilisele väärtusele on uuringus arvestuslik teoreetiline hinnang antud.<br />
Soovitatud jätku-uuringud<br />
Tööde jätkamine on va<strong>ja</strong>lik järgmistes küsimustes:<br />
Puiduressurss:<br />
$ puiduressursi energiatoormena kasutamise täpsustatud bilansi koostamine ning<br />
hinnangu andmine biomassi füüsilisele <strong>ja</strong> ma<strong>ja</strong>nduslikule kättesaadavusele (varu<strong>ja</strong>te <strong>ja</strong><br />
tarbi<strong>ja</strong>te vahelise logistikakorralduse probleem);<br />
$ puidumassi kasutamist piiravate <strong>ja</strong> soodustavate tegurite täpsustatud analüüs;<br />
$ ülevaate saamine puidu energeetilise kasutamise mikro- <strong>ja</strong> makroökonoomikast;<br />
$ ettepanekute tegemine ametliku korralduse muutmiseks (õigusaktid, ma<strong>ja</strong>ndushoovad<br />
jms) puidu biomassi otstarbekama kasutamise saavutamiseks<br />
Tööstus- <strong>ja</strong> olmejäätmed;<br />
$ hinnata orgaaniliste erijäätmete (loomsed jäätmed, setted, ohtlikud jäätmed)<br />
energiakasutuse võimalikkust;<br />
$ anda hinnang jäätmete biomassi energiama<strong>ja</strong>nduses kasutamise tasuvus- <strong>ja</strong><br />
konkurentsitingimustele;<br />
$ teha ettepanekud jäätmete energiakasutamise ametliku korralduse (õigusaktid,<br />
fiskaalinstrumendid jms) muutmiseks biomassi otstarbekama kasutamise<br />
saavutamiseks;<br />
$ hinnata jäätmete biomassi füüsilist <strong>ja</strong> ma<strong>ja</strong>nduslikku kättesaadavust, eesmärgiga<br />
senisest enam <strong>ja</strong> otstarbekamalt neist energiat toota.<br />
Põlluma<strong>ja</strong>nduses tekkiva biomassi osas:<br />
$ ülevaate saamine põlluma<strong>ja</strong>ndusest pärineva biomassi energeetilise <strong>ja</strong> muu-otstarbelise<br />
kasutamise mikro- <strong>ja</strong> makroökonoomikast;<br />
$ esitada ettepanekud ametliku korralduse (õigusaktid, fiskaalinstrumendid jms)<br />
muutmiseks biomassi otstarbekama kasutamise saavutamiseks;<br />
$ esitada energiama<strong>ja</strong>nduse praktilise planeerimise tarbeks va<strong>ja</strong>minevad andmed.<br />
Energiakultuurid Eestis (3. lähteülesanne)<br />
Vaatluse alla võeti kõik praeguste teadmiste juures tõenäosed taimeliigid <strong>ja</strong> -sordid,<br />
mille kultiveerimine Eestis energeetilise biomassina võiks kõne alla tulla. Uurimuste sihiks oli<br />
saada ülevaade parimate väl<strong>ja</strong>vaadetega puit- <strong>ja</strong> rohttaimedest kultuuris, millele edaspidi võiks<br />
vastava ma<strong>ja</strong>ndustegevuse kavandamisel keskenduda.<br />
Enim selgust on puittaimede kasutusvõimalustest energiakultuuridena Eestis. EMÜ<br />
MMI uurimisrühma ettepanek on ligikaudu 1/3 põlluma<strong>ja</strong>nduskäibest kõrvale jäänud<br />
kõlvikuid metsastada soovitatud lehtpuuliikidega (hall <strong>ja</strong> sanglepp, arukask, haavad <strong>ja</strong> pajud)<br />
ning tavametsandusest lühemat raieringi kasutades hankida nõnda energiapuidumassi.<br />
Põlismetsamaal soovitatakse jätkata tavapärast metsade ma<strong>ja</strong>ndamist.<br />
EMÜ-s on väl<strong>ja</strong> töötatud ka arvutimudel, mis võimaldab asukohta <strong>ja</strong> mullaliiki teades<br />
esitada konkreetse kõlviku kõikehõlmava ma<strong>ja</strong>ndamiskava.<br />
124
Energiapuistute viljelemine on ökoloogiliselt jätkusuutlikum kõlvikute kasutusviis, kui<br />
rohtsete kultuurtaimede kultiveerimine. Esiteks ei kurna puidubiomassi lõikus sedavõrd<br />
mullavil<strong>ja</strong>kust kui rohtsete energiakultuuride praktiseerimine. Mõnel puhul mulla<br />
vil<strong>ja</strong>kusomadused isegi paranevad. Teiseks on puidu tuhasisaldus põletusjäägis 5-10 korda<br />
väiksem kui rohtse biomassi põletamisel, mis vähendab tublisti katlama<strong>ja</strong>de<br />
ümberseadistamise va<strong>ja</strong>dusi <strong>ja</strong> kulukust.<br />
Teadlased soovitavad põhimõtteliselt nel<strong>ja</strong> energiapuistute rakendamise mudelit,<br />
millega on võimalik reguleerida kasutatava raieringi pikkust ning vastavalt koristusraieks<br />
saadavate puude mõõtmeid. Leppade, kaskede <strong>ja</strong> haabade kasvatamisel on võimalikud<br />
järgmised variandid:<br />
$ Lühike raiering (5–15 aastat), ülepinnaline puidukoristus.<br />
$ Lühike raiering, kuid piisavalt pikk (15–25 aastat), et lisaks energiapuidule osa puidust<br />
kasvab paberipuidu mõõtu.<br />
$ Suhteliselt lühike raiering (20–30 aastat), kus osa puidust kasvab paberipuu mõõtu <strong>ja</strong><br />
enamuse tüvede alumine palk on kasutatav vineeri- <strong>ja</strong> saetööstuses.<br />
$ Koristusraie tavametsa mahulise küpsuse faasis (40–60 aastat), kus saadakse<br />
energiapuitu, paberipuitu <strong>ja</strong> palki/pakku.<br />
Pajukultuuride kasvatamine ning ka puidumassi kasutamine energeetikas on osutunud<br />
mõnevõrra keerulisemaks puidu täiendava töötlemise ning intensiivsete maaviljelusvõtete<br />
rakendamise va<strong>ja</strong>duse tõttu. See oleks ka ainus viljelusviis, mis nõuaks kallist <strong>ja</strong> praegu Eestis<br />
puuduvat eritehnikat. Samad va<strong>ja</strong>dused võivad komplitseerida teistegi nimetatud<br />
lehtpuuliikide kasvatamist ülilühikeste raieringidena.<br />
Puidukultuuride viljelemiseks ei ole va<strong>ja</strong> teha olulisi muutusi metsade ma<strong>ja</strong>ndamise<br />
ametlikus korralduses. Ei ole ka mingit konflikti EL ühise põlluma<strong>ja</strong>nduspoliitika<br />
ristvastavsunõuetega. Täpsustamist va<strong>ja</strong>ksid lühikese raieringiga metsade<br />
keskkonnakaitselised reeglid <strong>ja</strong> sertifitseerimisnõuded (vastavad muudatused<br />
looduskaitseseadusesse ning Eesti säästva metsanduse standardisse). Kuivõrd tegu on<br />
ebatraditsioonilise lähenemisega haritavasse maasse ning metsakultuuri, on ilmselt va<strong>ja</strong><br />
metsaomanikele korraldada vastavasisulist koolitust ning käivitada riiklik ma<strong>ja</strong>nduslikult<br />
põhjendatud soodustuste <strong>ja</strong> toetuste süsteem.<br />
Soovitatud jätku-uuringud<br />
2007.a. uuringutulemustest loogiliselt järelduvad uurimisva<strong>ja</strong>dused 2008. aastaks <strong>ja</strong><br />
edaspidi:<br />
$ Puidupõhiste energiakultuuride ra<strong>ja</strong>mise ma<strong>ja</strong>ndamiskavade koostamine<br />
maaomanikele (maksumus 220 000 kr.).<br />
$ Puidupõhiste energiakultuuride kasvatamise erinevate stsenaariumite metsakasvatuslik<br />
<strong>ja</strong> keskkonnakaitseline analüüs (eespool kirjeldatud neli raieringi varianti! - 220 000<br />
kr.).<br />
$ Arukase, halli lepa <strong>ja</strong> hübriidhaava kasvatamise peamiste ökoloogiliste <strong>ja</strong><br />
metsakasvatuslike aspektide selgitamine (kulu 3 x 250 000 kr.).<br />
$ On va<strong>ja</strong> alustada Eesti looduslikes tingimustes kiirekasvuliste lehtpuude (lepad,<br />
arukask, haab) aretustööd, eesmärgiga suurendada puuliikide biomassi<br />
produktsioonivõimet. Seni tehtud katsed uuringud ei ole selleks piisavad.<br />
Rohtse biomassi võrdlusuuringust kujunes mahukas ning andmerikas ülevaade Eestis<br />
viljeldud, katsetatud või uuritud rohtsete kultuuride võimalikust sobivusest energiatootmise<br />
kodumaiseks biomass-tooraineks.<br />
Põletamiseks sobivatest kultuuridest vaadeldi päideroogu, ida-kitsehernest, lina,<br />
kanepit, rapsi, rukist, tritikalet, ahtalehist lupiini, 1-a lupiine, maapirni <strong>ja</strong> päevalille.<br />
125
Võrdlusena toodi väl<strong>ja</strong> nende biomassirikkamad taimeosad, taimiku kestus, saagikus,<br />
energeetiline väärtus ning ühelt hektarilt saadava energia teoreetiline kogus (MWh).<br />
Olemasoleva info põh<strong>ja</strong>l sobiks Eestis energiaheina tootmiseks põletusotstarbel praegu<br />
ainult päideroog. Positiivsete katsetulemuste ilmnedes saaks kõne alla tulla ka ida-kitsehernes<br />
või nende segukülv. Kultuurtaimede biomassist sobib biokütuseks lupiinide, maapirni <strong>ja</strong><br />
päevalille maapealne fütomass, õlilina varred, teravil<strong>ja</strong> põhk Jõgeva SAI andmeil saaks<br />
samaks otstarbeks kasutada kiukanepi tootmise korral tekkivaid kanepiluu jääke. Praegu<br />
selleks eeldused puuduvad.<br />
Energiaheina tootmise küsitavuse põhjustab ülilühike ning ilmastust sõltuv koristusaeg<br />
<strong>ja</strong> suured koristuskaod (40-50%). Energiaheina sobivuse tõestamiseks on va<strong>ja</strong> jätkata alustatud<br />
katseid, et kontrollida Soomes <strong>ja</strong> Rootsis rakendatava tehnoloogia kõlblikkust meie oludes<br />
ning leida otstarbekad lahendused energiatooraine transpordi- <strong>ja</strong> ladustamislogistikale.<br />
Koristustehnikana saab kasutada olemasolevaid rohusöötade tootmiseks kasutatavaid<br />
masinaid, mida kinnitavad ka Jõgeva SAI <strong>ja</strong> EMVI spetsialistid.<br />
Biogaasi tootmise potentsiaalse toorainena võrreldi heintaimedest päideroogu, idakitsehernest,<br />
roog-aruheina, keraheina, ohtetut lustet, põldtimutit <strong>ja</strong> ahtalehist lupiini,<br />
kultuurtaimedest maisi, kanepit, kaera, rukist, tritikalet, suhkrupeeti, kartulit, 1-a lupiine,<br />
maapirni, päevalille ning lisaks ka kõrvenõgest.. Võrreldi jälle nende biomassiks<br />
väärtuslikumaid taimeosi, taimiku iga, saagikust, metaani saagist (m 3 /ha) ning ühelt hektarilt<br />
saadavat teoreetilist energiakogust.<br />
Biogaasi tootmine heintaimedest on võrdlusuuringu andmeil perspektiivsem kui nende<br />
vahetu põletamine küttekolletes.<br />
Uuring kirjeldab biogaasi tootmiseks sobivamate heintaimede päideroo, ida-kitseherne,<br />
roog-aruheina, keraheina, ohtetu luste <strong>ja</strong> põldtimuti kasvatamise agrotehnoloogiat biomassi<br />
saamise otstarbel. Kultuurtaimedest sobivad biogaasi tooraineks Eestis eelkõige mais, aga ka<br />
kõikide lupiinide, päevalille <strong>ja</strong> maapirni hal<strong>ja</strong>smass. Maisi kasvatamine biogaasi tooraineks<br />
võib olemasolevate andmete põh<strong>ja</strong>l osutuda problemaatiliseks, mistõttu selle populaarse<br />
kultuurtaime juurutamine sel otstarbel va<strong>ja</strong>b lisauuringuid <strong>ja</strong> katsetöid.<br />
Etanoolitootmiseks potentsiaalsete kultuuride hulgast oli võrdluseks võetud rukis,<br />
tritikale, kartul, suhkru- <strong>ja</strong> söödapeet ning maapirn. Võrreldi liikide saagikusnäita<strong>ja</strong>id, etanooli<br />
väl<strong>ja</strong>tulekut nii liitrites tonni kui hektari kohta, energeetilist väärtust ning ühelt hektarilt<br />
saadavas etanoolis kätkevat energiakogust.<br />
Sobivaimateks bioetanooli tooraineteks osutusid teravil<strong>ja</strong>d (rukis, tritikale), kartul,<br />
suhkrupeet, aga ka maapirni mugulad <strong>ja</strong> hulgalehise lupiini hal<strong>ja</strong>smass. Jõgeva SAI poolne<br />
hinnang teravil<strong>ja</strong>de potentsiaalile Eesti oludes on siiski skeptiline, sest meil puuduvad<br />
vastavad madala proteiini- <strong>ja</strong> kõrge tärklisesisaldusega sordid ning agrotehnika. Ennast ära<br />
tasuv etanooli tootmisüksus va<strong>ja</strong>b terasaaki mahus, mis ületab tunduvalt praegu<br />
tavava<strong>ja</strong>dusteks toodetavate taliteravil<strong>ja</strong>de alla oleva kogupindala.<br />
Samalaadne võrdlus tehti veel potentsiaalsetele õlikultuuridele õli toomiseks<br />
energeetilisel otstarbel. Võrreldi õlilina, õlitudra, suvi- <strong>ja</strong> talirapsi, suvi- <strong>ja</strong> talirüpsi ning<br />
päevalille vastavaid näita<strong>ja</strong>id. Biodiisli tootmiseks sobivad paremini raps, rüps, tuder, õlilina,<br />
päevalilleseemnetest pressitav õli <strong>ja</strong> vähemal määral ka üheaastaste lupiinide seemnetest<br />
saadav õli.<br />
Ökoloogiliselt vähesobivad on suviraps, suvi- <strong>ja</strong> talirüps, mis nõuavad saagikuse nimel<br />
tublit agrokeemilist dopingut. Keskkonnarisk käib kaasas ka ida-kitsehernega, millel on tugev<br />
invasioonikalduvus. Teisalt, galeega <strong>ja</strong> lutsern sobivad mulla vil<strong>ja</strong>kusomadusi parandava<br />
toimega vahetuskultuurideks.<br />
Ohutuimateks on hinnatud õlilina, tritikale <strong>ja</strong> rukki segu ning kaer, mis on tavapärased<br />
kultuurid Eesti põldudel ning suhteliselt väikeste keskkonnamõjudega.<br />
Kõigi nimetatud taimeliikide <strong>ja</strong> kultuursortide kohta on koostatud tehnoloogilised<br />
126
kaardid, mis sisaldavad numbrilisi andmeid kogu viljelusperioodi kohta alates va<strong>ja</strong>minevatest<br />
masinatest ning nende olulisematest tehnilistest parameetritest, tööa<strong>ja</strong>st, tootlikkusest, töö<br />
maksumusest, mater<strong>ja</strong>likulust, masinakuludest kuni operatsioonide üldmaksumuseni väl<strong>ja</strong>.<br />
Neid tehnoloogiliste kaartide andmeid kasutatakse ökonoomikaarvutustes teiste<br />
uurimisrühmade poolt.<br />
Soovitatud jätku-uuringud<br />
Edasist uurimist va<strong>ja</strong>vad järgmised küsimused:<br />
$ Hinnata Rootsis <strong>ja</strong> Soomes väl<strong>ja</strong>töötatud energiaheina tootmistehnoloogia<br />
rakendatavust Eesti kliimas; täiustada kogutud kuiva massi koristus- <strong>ja</strong><br />
pressimistehnoloogiat ning uurida logistikaprobleeme (EMVI ettepanekul üheaastane<br />
uuring 184 000 kr ning tehnoloogia täiustamine mitme-aastase tööna 550 000 kr.)<br />
$ Uurida päideroo <strong>ja</strong> ida-kitseherne segukülvide sobivust energiaheinaks <strong>ja</strong> biogaasi<br />
saamiseks mõeldud biomassi tootmiseks. Eraldi uurimist va<strong>ja</strong>b ida-kitseherne <strong>ja</strong><br />
lutserni segukülvide sobivus põletamiseks (EMVI hinnangul üheaastane uuring - 209<br />
000 kr.).<br />
$ Leida indikaatorid, mille alusel on võimalik hinnata heintaimede optimaalset niiteaega,<br />
kui saaki kasutatakse biogaasi tootmiseks.<br />
$ Uurida reoveesette, sea- <strong>ja</strong> veiseläga kasutussobivust energeetilise biomassi tootmiseks<br />
kasutatavate kõlvikute väetamisel.<br />
$ Leida utiliseerimisviisid biomassi põletus- <strong>ja</strong> biogaasi kääritusjäätmetele (moodustavad<br />
esialgsest kuivainest 3-8 %; kääritusjäägid isegi üle 50 %). Uurida nende<br />
väetusomadusi <strong>ja</strong> sobivust erinevate põllukultuuride väetamiseks.<br />
$ Heintaimede puhul alustada spetsiaalsete sortide aretamist, mis sobiksid biomassi<br />
tootmiseks. Senine sordiaretus on lähtunud eelkõige loomasöödale esitatavatest<br />
kvalitatiivsetest nõuetest, mis ei kattu kõiges energeetilisele biomassile esitatavate<br />
nõuetega. Sordiaretuse kõrval tuleks viia läbi sordivõrdluskatseid välismaal aretatud<br />
spetsiaalselt bioenegia tootmiseks mõeldud sortidega.<br />
$ Eestis kasvavate ökotüüpide seemnete baasil energiaheinaks sobiva päideroosordi<br />
aretamine (JSAI - 620 000 kr.).<br />
$ Uurida koostöö<strong>ja</strong>amade tooraineks sobivate teravil<strong>ja</strong>liikide <strong>ja</strong> -sortide tehnoloogilisi<br />
omadusi ning põhu põletusomadusi. (JSAI)<br />
$ Bioetanoolitootmisse panustamiseks tuleb jätkata sobilike teravil<strong>ja</strong>sortide valikut <strong>ja</strong><br />
aretust; väl<strong>ja</strong> töötada tärkliserikka teravil<strong>ja</strong> kasvatamise agrotehnoloogia. (JSAI - 590<br />
000 kr.)<br />
$ Leida Eestisse sobivad biogaasi tootmiseks aretatud maisisordid <strong>ja</strong> täpsustada nende<br />
kasvatamise agrotehnika. Teha kindlaks maisi biomassi parim koristusaeg biogaasi<br />
tootmise otstarbel.<br />
$ Teha kindlaks maisi kasvatamise võimalus segus n. päevalille või keerispeaga biogaasi<br />
saamiseks mõeldud biomassi saamiseks.<br />
$ Uurida teiste kõrge fütomassiga põllukultuuride sobivust energeetilise biomassi<br />
tootmiseks (maapirn, päevalill jne.), täpsustada nende kasvatamise agrotehnikat.<br />
$ Selgitada väl<strong>ja</strong> hiina siidpöörise sortide sobivus Eesti kliimasse. Sobivate sortide<br />
olemasolul väl<strong>ja</strong> töötada agrotehnika selle kultuuri kasvatamiseks.<br />
$ Teostada uuringud lina- <strong>ja</strong> päevalilleseemneõli kasutuskõlblikkuse kohta biodiisli<br />
tootmisel.<br />
$ Jätkata kanepi kasutusvõimaluste selgitamist tahkekütusena <strong>ja</strong> biogaasina. Kontrollida<br />
katsetega kevadise koristustehnoloogia sobivust siinsesse kliimasse. Sobivusel<br />
muretseda koristustehnika.<br />
$ Biogaasistamise katsed galeega <strong>ja</strong> lutserni ning kõrreliste segudega. Selleks taotletakse<br />
127
vahendeid EMVI biogaasilabori sisustamiseks. Kaheaastase uuringu maksumuseks<br />
koos labori sisseseadmisega on arvestatud 816 000 kr.<br />
Tehnoloogiauuringud (4. lähteülesanne)<br />
Tehnoloogiauuringute tsükkel otsis vastuseid paljudele küsimustele alates biomassi<br />
otstarbekatest energeetilise kasutamise viisidest <strong>ja</strong> võtetest kuni biomater<strong>ja</strong>lide tootmise<br />
edendamise võimaluseni.<br />
TTÜ STI uuringu peamine kokkuvõte biokütuste ulatuslikuma kasutamise<br />
perspektiivist ra<strong>ja</strong>misel olevate koostootmis<strong>ja</strong>amade ning olemasolevate peamiselt puiduküttel<br />
katlama<strong>ja</strong>de võrgustikus on järgmine:<br />
1) taastuvelektri kõrgem võrkuostu hind muudab olukorda puitkütuste kasuta<strong>ja</strong>te<br />
konkurentsis nii, et elektri kõrgendatud ostuhinna tõttu saavad puitkütustel töötavad (eelkõige<br />
suured) koostootmis<strong>ja</strong>amad konkurentsieelise puitkütustel töötavate katlama<strong>ja</strong>de ees;<br />
2) seoses suurte biokütustel koostootmis<strong>ja</strong>amade ma<strong>ja</strong>ndusliku otstarbekusega saab<br />
võimalikuks täiendava kütuseressursi (raiejäätmed, rohtne biomass, jm) ärakasutamine, mille<br />
ma<strong>ja</strong>nduslik otstarbekus oli siiani küsitav;<br />
3) täiendava biokütuseressursi ärakasutamise varjupooleks on olemasolevate (eelkõige<br />
väiksemate) puitkütusekatlama<strong>ja</strong>de raskused kõrgema hinnaga kütuse hankimisel, mis<br />
paratamatult tõstab neis toodetava soojuse hinda;<br />
4) uute biokütustel töötavate katlama<strong>ja</strong>de <strong>ja</strong> katelde juures peaks kaaluma väärindatud<br />
biokütuste (pelletite) eeliskasutust <strong>ja</strong> vähem orienteeruma madalakvaliteedilise odava<br />
biokütuse kasutamisele;<br />
5) kuigi riigi sekkumine biokütuseturu konkurentsi (taastuvelektri kokkuostuhinna 115<br />
s/KWh kehtestamise kaudu) põhjustab probleeme seni edukalt ma<strong>ja</strong>ndanud väiksematele<br />
biokütusekatlama<strong>ja</strong>dele, pole selle kardinaalne muutmine soovitav, sest põhjustaks kavandatud<br />
suurte investeerimisotsuste ümbervaatamist <strong>ja</strong> paratamatut kahju investoritele.<br />
Väiksemate energia<strong>ja</strong>amade tihedama paigutuse vastu “töötab” biokütuse<br />
hankeprobleemide tõttu as<strong>ja</strong>olu, et ma<strong>ja</strong>ndusliku tasuvuse võtmeküsimuseks on suurem püsiv<br />
soojustarbimise baaskoormuse nõue (analoogia tuuma<strong>ja</strong>amadega!).<br />
Biomassi energiaks muundamise tehnoloogiate sobivuse analüüs eri liiki<br />
biomassipõhiste kütuste puhul viis järgmiste järeldusteni:<br />
1) uute biomassipõhiste kütuste laialdase kasutuse eelduseks on rea kütuse koostist <strong>ja</strong><br />
omadusi kirjeldavate parameetrite teadmine. Nende määramisel <strong>ja</strong> esitamisel on võimalik<br />
juhinduda EL standardist CEN/TS 14961;<br />
2) põllul kasvava <strong>ja</strong> loodusliku rohtse biomassi kütusena kasutamine nõuab iga<br />
konkreetse kütuse <strong>ja</strong> tema põletustehniliste võimaluste katselist kontrollimist. Katsetulemuste<br />
puudumisel tuleb juhinduda üldistest soovitustest <strong>ja</strong> pöörata põhitähelepanu tuha sulamise<br />
vältimisele <strong>ja</strong> korrosiooniprobleemidele;<br />
3) erinevate kütuste segude põletamine on suhteliselt probleemidevaba, kui tundmatu<br />
biokütuse osatähtsus ei ületa 10% kütuse kogusest. Eelistatud tehnoloogia on põletamine<br />
keevkihis;<br />
4) va<strong>ja</strong>lik on edaspidi määrata <strong>ja</strong> analüüsida nii potentsiaalsete uute biomassipõhiste<br />
kütuste omadusi kui ka läbi viia katsepõletamisi, mille alusel saaks väl<strong>ja</strong> töötada konkreetsed<br />
soovitused <strong>ja</strong> ettepanekud.<br />
Eraldi pöörati tähelepanu biogaasi tootmise potentsiaalile biomassist. Biogaasi<br />
ressurss soojuse tootmiseks Eestis on märkimisväärne. Arvestuste põh<strong>ja</strong>l on sõnnikust, reovee<br />
mudast, biolagunevatest jäätmetest <strong>ja</strong> suurematest prügilatest ning kasutamata maadelt rohtse<br />
biomassi kääritamisel saadava gaasi energeetiline väärtus kokku umbes 1 TWh soojust <strong>ja</strong> 1<br />
128
TWh elektrit <strong>ja</strong> pisut enamgi.<br />
Eestile sobivaimateks lahendusteks biogaasi<strong>ja</strong>amade ra<strong>ja</strong>misel lähitulevikus<br />
soovitatakse sõnniku märgkääritamist (rohtse biomassi silo või <strong>ja</strong>hu lisandiga ning kohtades,<br />
kus on tegemist suurfarmide sedavõrd suure kontsentrasiooniga, et sõnnikut jääb<br />
väetamisva<strong>ja</strong>dusest üle!) <strong>ja</strong> rohtse biomassi kuivkääritamist. Kääritusjääki saaks kasutada<br />
põlluma<strong>ja</strong>nduses väetisena. Reoveemudad <strong>ja</strong> setted tuleks biogaasi<strong>ja</strong>amades eraldi käidelda.<br />
Suurematesse prügilatesse on otstarbekas ra<strong>ja</strong>da gaasikogumise torustikud <strong>ja</strong> lähikonda<br />
seadmestik soojuse <strong>ja</strong> elektri koostootmiseks.<br />
TTÜ STI uringus on toodud ka konkreetsed soovitused tehnoloogiate valikuks<br />
tulevastele investoritele koos konkreetsete viidetega Euroopa tuntumatele<br />
projekteerimisfirmadele, seadmete toot<strong>ja</strong>tele <strong>ja</strong> tehnoloogia tarni<strong>ja</strong>tele ning erinevate<br />
tehnoloogiate ma<strong>ja</strong>ndusliku tasuvuse ligikaudsed hinnangud. Samuti on toodud biogaasi<strong>ja</strong>ama<br />
ma<strong>ja</strong>ndusliku tasuvuse arvutuse põhimõtteline algoritm.<br />
Eesti seniste kogemuste põh<strong>ja</strong>l on tasuv ehitada suuremate prügilate juurde<br />
prügilagaasil <strong>ja</strong> suuremate reoveepuhastite juurde mudast saadaval biogaasil töötavaid<br />
koostootmis<strong>ja</strong>amad, kui on võimalik kasutada saadavat energiat (soojust, elektrit) kogu<br />
ulatuses (elektrivõrk, kaugküttevõrk, tootmisprotsessid jms).<br />
Põlluma<strong>ja</strong>nduslikul toormel töötavate komplekssete biogaasi<strong>ja</strong>amade (biogaasi<strong>ja</strong>am,<br />
soojuse <strong>ja</strong> elektri koostootmine + jäägi väärindamine) ehitusmaksumus jääb keskmiselt<br />
piiresse 30 – 60 mln. krooni, kui <strong>ja</strong>amade elektriline võimsus on piirides 0,5 – 1,0 MW. Hind<br />
sõltub ka kasutatavast tehnoloogiast <strong>ja</strong> <strong>ja</strong>ama komplekssusest. Prügilagaasi kogumissüsteemi<br />
<strong>ja</strong> sellel töötava <strong>ja</strong>ama ra<strong>ja</strong>mine tuleb hinnalt odavam <strong>ja</strong> jääb piiresse 15-25 mln. krooni<br />
olenevalt samuti prügila suurusest, gaasitarbi<strong>ja</strong> kaugusest <strong>ja</strong> <strong>ja</strong>ama võimsusest.<br />
Märgkääritamise tehnoloogial töötavate biogaasi<strong>ja</strong>amade lihttasuvuseks hinnatakse 6-9 aastat<br />
sõltuvalt <strong>ja</strong>ama komplekssuse astmest, seadmestiku tarni<strong>ja</strong>st <strong>ja</strong> soojuse müügi võimalustest.<br />
15-20%-lise investeeringutoetusega oleks võimalik tasuvust parandada 1,5-2 aasta võrra. Kui<br />
on soov biogaasist mootorikütust toota, siis tuleb arvestada energiatootmisüksuse kahekordse<br />
hinnaga (ilma soojuse <strong>ja</strong> elektri koostootmis<strong>ja</strong>ama - SEKita), sest lisanduvad<br />
gaasipuhastusmoodul <strong>ja</strong> komprimeerimis<strong>ja</strong>am.<br />
Rohtset biomassi põhitoorainena kasutava biogaasi<strong>ja</strong>ama kohta seni Eestis<br />
põh<strong>ja</strong>likumaid tasuvusuuringuid teadupärast ei ole, sest puuduvad va<strong>ja</strong>likud lähteandmed,<br />
konkreetsed arenda<strong>ja</strong>d <strong>ja</strong> valitud asukohad. Igal juhul peaks 10 km raadiuses ra<strong>ja</strong>tava rohtsel<br />
biomassil töötava gaasi<strong>ja</strong>ama ning selle juures töötava SEKi elektriline võimsus olema<br />
vähemalt 500 kW e <strong>ja</strong> Eesti põldude saagikust arvestades vähemalt 400 – 500 hektarit põldu.<br />
Selliste biogaasi<strong>ja</strong>amade ra<strong>ja</strong>mise põhjendatus (tasuvus) sõltub väga palju ka vil<strong>ja</strong> <strong>ja</strong><br />
loomasööda hindadest maailmaturul. 2007. aasta hindade <strong>ja</strong> riiklike toetusskeemide juures ei<br />
ole rohtset biomassi kasutavate biogaasi<strong>ja</strong>amade ra<strong>ja</strong>mine esialgse hinnangu põh<strong>ja</strong>l<br />
põhjendatud.<br />
Biomassi alusel toodetavate mootorikütuse uuring tugineb suuresti teistes maade sel<br />
alal tehtud viimase a<strong>ja</strong> töödele. Transport-biokütuste kõrge tootmishind on seni olnud<br />
takistuseks nende laialdasemal levikul. Nafta <strong>ja</strong> teiste fossiilkütuste hinna tõustes biokütuste<br />
konkurentsivõime kahtlemata kasvab. Seni aga sõltub biokütuse tootmise äriline populaarsus<br />
praegu temale tehtud soodustustest <strong>ja</strong> subsiidiumitest.<br />
Pärast bioetanooli tootmiseelduste võrdlemist Eesti <strong>ja</strong> seda kütust praegu enam<br />
tootvate maade vahel teevad uuri<strong>ja</strong>d järelduse, et meie oludes nn esimese põlvkonna<br />
bioetanooli tootmine otstarbekas olla ei saa. Täiendavaks argumendiks on ka masinapargi<br />
vähene valmisolek segukütuse kasutamiseks. Teise põlvkonna biokütuste tehnoloogiaarendus<br />
on alles pooleli <strong>ja</strong> Eestil sellega omaette tegelda ei ole jõukohane.<br />
Mõnevõrra jõukohasem on Eestis toota biodiislit, mis võiks osa toorainet saada ka<br />
kohapealt. Kasumlik tootmismaht eeldab siiski importtooraine suurt osakaalu, millega<br />
129
a<strong>ja</strong>misel olevad või kavandatud suured sellekohased äriprojektid ka arvestavad. Väiketoot<strong>ja</strong>d<br />
on pragushetkeks oma tootmise peatanud.<br />
Uuringuaruanne käsitleb ka korralduslikke meetmeid, mis soodustaksid biokütuste<br />
laialdasemat kasutuselevõttu Eestis.<br />
Biomassi toodete olelustsükli hindamise võimaluste analüüs näitas selle menetluse<br />
keerukust ning tulemuste suurt varieeruvist sõltuvalt hinda<strong>ja</strong>st. Tehtud hinnangute põh<strong>ja</strong>l on<br />
EEA seisukoht biomassil põhinevate energiakand<strong>ja</strong>te suhtes skeptiline ning nende kogutulusus<br />
seatud poliitiliste eesmärkide saavutamisel (kasvuhoonegaaside emissiooni vähendamine,<br />
linnade õhu reostuse vähendamine mootorikütuse põlemisjääkidega jt.) seatud suure küsimärgi<br />
alla. Selle uuringulõigu aruandes on ära toodud ka lähteülesandes nõutud algoritmi ülesehituse<br />
skeem ühes tõdemusega, et universaalse algoritmi kokkuseadmine pole ei otstarbekas ega ka<br />
võimalik. Eesti piiratud ressursside tingimustes oleks mõttekas olelustsükli hindamise skeemi<br />
rakendada meile strateegiliselt oluliste biomassitoodetele. Sellisteks biomassi toodeteks<br />
võiksid olla biodiisel, aga ka puidupõhised kütused <strong>ja</strong> energiavõsa. Viimaste olelustsüklite<br />
analüüs siiani puudub.<br />
Ühe biomassi toote (tooterühma) kogu olelustsükli ma<strong>ja</strong>ndusliku analüüsi maht sõltub<br />
arvessevõetavate tegurite hulgast. Uurimuse maksumuse suurusjärk algab 0,5 miljonist<br />
kroonist.<br />
Mater<strong>ja</strong>litootmine biomassist. Puidu biomassi tavapärane kasutamine<br />
tööstustooraineks (puitmass, tselluloos, puitkiud- <strong>ja</strong> puitlaastplaat) Eestis jätkub. Tärklise<br />
baasil saadavate biopolümeeride tootmise väl<strong>ja</strong>vaateid Eestil praktiliselt pole. Kõne alla võiks<br />
tulla kanepi- <strong>ja</strong> linakiu ning -õli tootmine <strong>ja</strong> väärindamine ning rapsiõli alternatiivne<br />
kasutamine polüoolide <strong>ja</strong> polüuretaani tootmiseks. Kanepi <strong>ja</strong> lina vastavaotstarbeline<br />
kasutamine va<strong>ja</strong>ks vastava agrotehnika ning töötlemisviiside väl<strong>ja</strong>töötamist. Ka rapsiõli<br />
kasutamiseks mater<strong>ja</strong>litootmises tuleb vastav know-how luua või sisse osta.<br />
Biomassist mater<strong>ja</strong>litootmise juurutamine tuleb kõne alla, juhul kui teadmistepõhise <strong>ja</strong><br />
tehnoloogiaid eksportiva Eesti loosungit ka tegelikkuses ellu viima asutakse.<br />
Biomassi energia kasutamise edendamise korralduse <strong>ja</strong> meetmete analüüs tõi esile<br />
praeguseks rakendatud meetmetega kaasnevad riskid.<br />
Taastuvallikatest toodetud elektri kindla hinnaga ostukohustus elektrivõrguettevõtetele<br />
on toiminud küll tuuleenergia toot<strong>ja</strong>tele, kuid praktiliselt mitte puidu kasutamisele. Peatselt<br />
käiku antavate koostootmis<strong>ja</strong>amade 2 milj. puistekuupmeetrini ulatuv puiduhakke va<strong>ja</strong>dus<br />
(turba kõrval!) tõotab puiduturu situatsiooni järsu muutuse tõttu tekitada probleeme<br />
väiketarbi<strong>ja</strong>ile.<br />
Negatiivse mõjurina märgitakse ära kohustuslikult ostetava elektrienergia hinna <strong>ja</strong> selle<br />
määramise põhimõtete mitmekordne muutmine kümne viimase aasta jooksul. Selline<br />
heitlikkus ei veena ärimehi valdkonda investeerima, külvates ebakindlust.<br />
Arvesse tuleb võtta, et toetus energiakultuuride kasvatamiseks võib rikkuda vaba<br />
konkurentsi energia- <strong>ja</strong> toidu- ning söödakultuuride kasvatamise vahel, mille üheks<br />
tulemuseks on toiduainete hindade tõus, kuid samas ka nende nappus.<br />
Eesti biomassi kütustest puidugraanulite <strong>ja</strong> -briketi eksport on viimastel aastatel kiiresti<br />
kasvanud. Kui kogu eksporditud biomass oleks kasutatud fossiilsete kütuste asemel Eestis, siis<br />
oleks välditud ligikaudu 330–620 tuhande tonni (sõltuvalt asendatavast kütusest)<br />
süsinikdioksiidi paiskamine atmosfääri. Praeguse praktika kohaselt läheb selline välditud<br />
heitmekogus arvesse välisriikides kasvuhoonegaaside emissiooni vähendamisena. Mitmed<br />
Eesti ettevõtted peavad aga kasvuhoonegaaside kaubanduse uuel perioodil heitmekvoote<br />
juurde ostma.<br />
Soovitatud jätku-uuringud<br />
Biomassi energiaks muundamise tehnoloogiate alal on lähiaastateks va<strong>ja</strong> kavandada<br />
130
järgmised tegevused:<br />
$ Erinevatest energiakultuuridest (rohtsest biomassist) valmistatud biokütuste keemiliste<br />
<strong>ja</strong> põlemistehniliste omaduste määramine, sõltub energiakultuuride biomassi<br />
saadavusest, tegevuse aeg alates aastast 2008, hinnanguline maksumus ühe<br />
energiakultuuri kohta ca 400 000 kr.<br />
$ Erinevate rohtsest biomassist valmistatavate kütuste <strong>ja</strong> nende segude tuhkade koostise<br />
<strong>ja</strong> omaduste katseline määramine, tegevuse aeg aastatel 2008 – 2009, hinnanguline<br />
maksumus ca 400 000 kr./aastas.<br />
$ Erinevatest energiakultuuridest tahkete väärindatud biokütuste katseline valmistamine,<br />
alates aastast 2008, sõltub energiakultuuride saadavusest, hinnanguline maksumus ca<br />
500 000 kr./aastas.<br />
$ Biomassi kütuseks töötlemisel tekkivate jääkide (rapsikook, glütserool, praak jm)<br />
<strong>ja</strong>/või nendest valmistatud produktide edasise kasutamise (sh põletamine) ning<br />
keskkonnamõjude uurimine: produktide valmistamine, omaduste määramine,<br />
põletuskatsete ettevalmistamine, põletustehnilised katsetused, heitmete <strong>ja</strong><br />
keskkonnamõjude määramine, tegevuse aeg aastatel 2008 – 2010, hinnanguline<br />
maksumus ca 1 500 000 kr./aastas sõltuvalt kavandatavate uuringute mahust.<br />
$ EL biokütustega seonduvate standardite <strong>ja</strong> tehniliste tingimuste kohaldamine Eesti<br />
oludega, sõltub eelmistes tegevustes saadud andmetest, hinnanguline maksumus ca 200<br />
000 kr./aastas.<br />
Tururegulatsioon (5. lähteülesanne)<br />
Valdkonna turu- regulatsiooni uuring on alles pooleli. Praguseks tehtud järeldustest<br />
on vahest olulisim tõdemus, et olemasolevate ning kättesaadavate tehnoloogiatega <strong>ja</strong> praegu<br />
eksisteerivate biomassi hindade juures ei tuleks bioenergia valdkond toime ilma täiendava<br />
siseriikliku või Euroopa Liidu toetuseta.<br />
ÜLDJÄRELDUSI<br />
1. Kõige töömahukam on hinnangute alusandmestiku nn inventuuriandmete hankimine.<br />
Iseäranis ilmne on see maaressursi ning sellega seotud tegurite andmebaaside osas.<br />
2. Eesti perspektiivseim biokütus on puit. Seega puidukasutuse generaalplaan võiks<br />
panna aluse suurima bioenergiaressursi hankeks meie maal.<br />
3. Metsandusalase oskus- <strong>ja</strong> rakendusteabe tase on Eestis hea ning as<strong>ja</strong>tund<strong>ja</strong>te<br />
kvalifikatsioon piisavalt kõrge, et vastata olulisematele valdkonna arenguga seotud<br />
küsimustele, sealhulgas ka bioenergeetikasse puutuvatele.<br />
4. Kodumaise energiabiomassi tootmise edendamisel on Eesti maastikulise<br />
mitmekesisuse <strong>ja</strong> looduslike olude kiire vaheldumise tõttu ilmselt mõistlik keskenduda<br />
suhteliselt kitsale energiakultuuride spektrile. Uuringutest järeldub, et selleks võiks<br />
olla ennekõike lühikese raieringiga energiapuistute ra<strong>ja</strong>mine ning kultiveerimine<br />
metsastuvatel aladel, sööti jäänud, kasutuseta või alakasutatud põlluma<strong>ja</strong>ndusmaadel.<br />
5. Suuremastaapne mitte puidul baseeruvate biokütuste tootmine peab õigustuse saama<br />
makroökonoomilise uuringu tulemusena. Eesti mastaabis <strong>ja</strong> meie looduslike tingimuste<br />
juures võivad voluntaristlikud otsused olla ma<strong>ja</strong>nduslikult hukutavad, sest toovad<br />
praeguse uurituse, teadmiste ning juhtimistaseme juures kaasa äraarvamatuid tagajärgi.<br />
6. Põletamine soojuse tootmiseks on kõige suurema kasuteguriga biomassi kasutusala, s.t<br />
131
väikseimate summaarsete energiakadudega protsess, kui võrrelda kõiki võimalusi<br />
biomassi energeetiliseks kasutamiseks. Selle oluliseks puuduseks on aga mastaabinõue.<br />
7. Suhteliselt hõlbus on suurendada biomassipõhiste kütuste kasutamise osakaalu puidu <strong>ja</strong><br />
puidujäätmete laialdasema kasutamise kaudu. Rohtse biomassi põletamine mistahes<br />
kujul eeldab täiendavaid uurimusi, katsetöid ning mahukaid investeeringuid. Ja<br />
sellegipoolest jääb ma<strong>ja</strong>nduslik tasuvus küsitavaks.<br />
8. Eestis on paiguti lokaalset biokütustena kasutatavat ressurssi, mille paikkondlik<br />
kasutamine võiks tulla kõne alla, kui selleks on olemas tehnilised vahendid <strong>ja</strong><br />
otstarbekas tehnoloogia. Uuringutest tulenevalt võiks ennekõike kõne alla tulla selle<br />
kasutamine biogaasi SEKides.<br />
9. Biokütustest bioetanooli kodumaise tootmise ideesse tuleks suhtuda ettevaatuse <strong>ja</strong><br />
kainusega. Esimese põlvkonna bioetanooli tootmise praegu arvutatud kasutegur<br />
(fosiilset päritolu energia va<strong>ja</strong>duse alusel - 1:0,6..0,8) põhineb meist märksa soojemate<br />
<strong>ja</strong> stabiilsema agrokliimaga maade äritulemustel. Konkreetne äriplaan Eesti kohta<br />
tõenäoliselt sellist kasutegurit ei demonstreeriks.<br />
10. Biodiisli tootmise mõttekus Eesti pinnal oleks tõendatav makroökonoomilise analüüsi<br />
varal, mis arvestab kõigi biodiisli tootmise <strong>ja</strong> tarbimisega seotud rahvama<strong>ja</strong>ndusharude<br />
arengusuundadega. Lihtsam on asi jätta eraettevõt<strong>ja</strong>te riisikole.<br />
11. Olelustsükli hindamine on maagia, millest üheselt mõistetavaid järeldusi on raske<br />
saada.<br />
12. Valmis algoritmide kasutamisse ühtede või teiste praktiliste lahenduste<br />
väl<strong>ja</strong>arvutamisel tuleb suhtuda ettevaatusega: Eesti oludele kohandatud algoritme<br />
praktiliselt pole meie vastavaalase lühia<strong>ja</strong>lise või olematu praktika tõttu. Kopeeritud,<br />
praktikas kontrollimata muutu<strong>ja</strong>tega mudelid annavad petlikke tulemusi.<br />
13. Äärmiselt puudulik on kogu probleemi mikro- <strong>ja</strong> makroökonoomiline (ettevõtte<br />
kasumlikkuse ning rahvama<strong>ja</strong>ndusliku otstarbekuse) käsitlus. Tõsiseltvõetavaid<br />
argumente selles vallas praktiliselt ei ole.<br />
14. 2007.a. uuringutsükli raames osutus ülejõukäivaks valmis argumentide formuleerimine<br />
konkreetsemate ettepanekute ettevalmistamiseks ametliku korralduse (õigusaktid,<br />
ma<strong>ja</strong>ndushoovad jmt) muutmise sihiga. Olemasoleva olukorra hinnang ei ole selleks<br />
piisavalt täpne <strong>ja</strong> usaldusväärne.<br />
15. Tuleb endale tunnistada, et väliskaubanduslike voogude täieliku iseregulatsiooni<br />
tingimustes (või ka Eestile ebasoodsa EL reeglistiku rakendamisel) tõhusaid hoobasid<br />
biomassi kasutamise reguleerimiseks energiama<strong>ja</strong>nduses ei ole. Riikliku regulatsiooni<br />
sisseseadmine on hädatarvilik, et Eesti väga piiratud turul toodetavast biomassi<br />
ressursist võiks tegelikku kasu saada Eesti ühiskond tervikuna mitte üksnes äärmiselt<br />
piiratud grupp isikuid äriringkonnast või isegi välistöösturid.<br />
16. 2007.a uuringutetsükkel tõi väl<strong>ja</strong> ka as<strong>ja</strong>olu, et biomassi laialdasema energeetilise<br />
kasutamise põhjendamiseks <strong>ja</strong> täpseks kavandamiseks on adekvaatset usaldusväärset<br />
teavet lünklikult või koguni puudu. 2008.a uuringud peaksid vastavat infot juurde<br />
tootma.<br />
17. Eesti teadus- <strong>ja</strong> arendustegevuse võimekust bioenergia laialdasemaks kasutuselevõtuks<br />
võiks 2007.a. uuringutetsüklit kokku võttes iseloomustada järgmiselt.<br />
- Läbimõtlematult on loodud <strong>ja</strong> omavahel sidustatud maa-andmete kogumine ning<br />
vastavad digitaalsed andmepangad, mistõttu ülevaade bioenergeetilise biomassi<br />
territoriaalsest ressursist on puudulik, selle kujundamine kulukas ning a<strong>ja</strong>mahukas.<br />
- As<strong>ja</strong>tund<strong>ja</strong>te kaader, intellektuaalne võimekus ning IT-vahendid maaressursi, selle<br />
omaduste ning kasutamise jälgimiseks on olemas mitmes kõrgkoolis <strong>ja</strong> teaduskeskuses<br />
132
(TÜ Geograafia Instituut, EMÜ MMI, EMVI, EV Maa-amet ning mõned<br />
erakonsultatsioonifirmad)<br />
- Metsandusalaste teadmiste, as<strong>ja</strong>tund<strong>ja</strong>te <strong>ja</strong> teabe pagas on täiesti piisav ning ülevaade<br />
Eesti puiduressursist võrdlemisi põh<strong>ja</strong>lik, et lahendada puidupõhise biomassi<br />
energeetilise kasutamise ülesandeid.<br />
- Peaas<strong>ja</strong>likult Tallinna Tehnikaülikoolis on täiesti arvestatav teaduspotentsiaal<br />
bioenergia tootmisküsimuste lahendamiseks kodumaal.<br />
- Agronoomia-alaste uuringutega tegelevate uurimisrühmade koostöövalmidus pole<br />
kõige parem: tajutav on ebamõistlik konkurents ning sellest johtuv dubleerimine.<br />
- Eesti teadlased on suhteliselt silmatorkavalt osalenud EL T&A 6.raamprogrammi<br />
vastavateemalistes projektides, mis viitab sellealase kompetentsi<br />
normaalsele tasemele.<br />
- Mitmesuguste rakendusülesannete arukate lahenduste leidmisele on ohtlikuks<br />
saamas teadusringkondades leviv populism - kiputakse kopeerima kriitikavabalt <strong>ja</strong><br />
vastutustundetult teiste maade tingimustes töötavaid lahendusi <strong>ja</strong> mudeleid<br />
testimata neid Eesti oludes. Selle põhjust võiks otsida teaduse kauaaegses<br />
alarahastamises: langenud on teadlaste kutse- <strong>ja</strong> erialane vastutus, ei jätku<br />
vahendeid <strong>ja</strong> aega eksperimentaaltöödeks, huvipakkuvate teemade uurimiseks<br />
püütakse rahalisi vahendeid hankida nn haltuuratööga. Sellele lisanduvad täiendava<br />
raha hankimise katsed varem tehtud tellimustööde korduva “mahamüümisega”.<br />
UURINGUTES SISALDUNUD HINNANGUID JA ETTEPANEKUID<br />
AMETLIKU KORRALDUSE MEETMETE KOHTA<br />
2007.a läbi viidud uuringutes on napilt antud hinnanguid ametlikus riiklikus<br />
korralduses rakendatud meetmete kohta, mis on mõeldud biomassi osakaalu suurendamiseks<br />
energiatootmise toorainena. See on ka arusaadav, sest sellealane praktika Eestis on väga<br />
lühia<strong>ja</strong>line <strong>ja</strong> suuresti alles katse- või kavandamise staadiumis. Peamised seosed, millele on<br />
viidatud, on alljärgnevad.<br />
1. Bioelektri ostukohustuse kogumõju pole päris selge, kuivõrd tegelik<br />
ma<strong>ja</strong>ndustegevus selles vallas on alles sisseseadmise järgus. Esialgu on see<br />
piisav stiimul initsiatiivi äratamiseks valdkonnaga tegelemisel.<br />
2. Bio-mootorikütuste aktsiisivabastus on hetkel piisav riiklik toetusabinõu, et<br />
aidata biokütuste tootmise kasumlikkus võrreldavale tasemele fossilsetest<br />
kütustest pärinevate vedelkütustega.<br />
3. Biomassipõhiste mootorikütuste tarbimise suurendamise esmaabinõud oleksid:<br />
$ biokütusel töötava sõiduki (s.h FFV (flexible fuel vehicle) ostu võiks nt<br />
maksusoodustusega toetada);<br />
$ biokütust kasutavate sõidukite <strong>ja</strong>oks alandada parkimistasu või<br />
rakendada selle vabastus;<br />
$ anda eeliseid linnaliikluses, nt südalinna sissesõidu lubamine või selle<br />
tasu alandamine;<br />
133
$ omavalitsustes, kus kehtestatakse automaks, tuleks biokütust kasutavad<br />
sõidukid maksustada madalama määraga;<br />
$ kompenseerida biokütuste kasutamisest tulenevad lisakulud nende<br />
kasuta<strong>ja</strong>tele.<br />
4. Oluline on kavandada riiklikud suunavad meetmed süsteemselt:<br />
tarbimiseelduste loomine ühes tootmise stimuleerimisega.<br />
5. TTÜ teadlased teevad ettepaneku seoses biomassi defineerimisega Eesti<br />
õigusaktides.<br />
Elektrituruseaduses (§ 57) on biomass taastuvate energiaallikate hulgas määratletud<br />
ainult kui põlluma<strong>ja</strong>nduse <strong>ja</strong> metsanduse ning nendega seonduva tööstuse<br />
toodete, jäätmete <strong>ja</strong> jääkide bioloogiliselt lagunev osa ning tööstus- <strong>ja</strong><br />
olmejäätmete bioloogiliselt lagunevad komponendid. Ehkki see definitsioon<br />
on vastavuses nn taastuvelektri direktiiviga (2003/54/EÜ) <strong>ja</strong> seda<br />
kasutatakse laialdaselt ELs, tuleks kaaluda sellise määratluse laiendamist,<br />
lisades biomassi alla ka looduslikult kasvava biomassi.<br />
ETTEPANEKUD JÄTKU-UURINGUTEKS<br />
Rohketest ettepanekutest jätku-uuringute korraldamiseks, mis sisalduvad 2007.a<br />
uuringuaruannetes, tuleks ülipiiratud eelarve tingimustes BAK teadus- <strong>ja</strong> arendustegevuse<br />
tellimustöödeks valida need, mis võimaldaksid saavutada kiireimat resultaati bioenergia<br />
osakaalu suurendamisel üldises energiabilansis. Seega peaks BAK eelarves oleva<br />
raharessursiga toetama neid töid, mille tulemusena juba avalduv äriline initsiatiiv saaks<br />
suunatud nende biomassi massilisema kasutamise viiside elavdamiseks, mille valik on enim<br />
õigustatud praeguste eelteadmiste taseme juures.<br />
Valdkonniti võiks 2008.a perspektiivsed rakendusuuringute teemad ning<br />
uurimisülesanded olla määratletud järgmiselt (maksumuse hinnang antud seal, kus autorid on<br />
selle kalkuleerinud) :<br />
$ Täpsustada kasutusest väl<strong>ja</strong>soleva maa suurust <strong>ja</strong> paiknemist ka<strong>ja</strong>stavat andmestikku<br />
ning kaardimater<strong>ja</strong>li; koostada ülevaade kasutusest väl<strong>ja</strong>solevate maade<br />
vil<strong>ja</strong>kusomadustest ning looduslikust seisundist maakonna tasemel.<br />
$ Puiduressursi energiatoormena kasutamise täpsustatud bilansi koostamine ning<br />
hinnangu andmine biomassi füüsilisele <strong>ja</strong> ma<strong>ja</strong>nduslikule kättesaadavusele (varu<strong>ja</strong>te <strong>ja</strong><br />
tarbi<strong>ja</strong>te vahelise logistikakorralduse probleem)<br />
$ Teostada puidupõhiste energiakultuuride kasvatamise erinevate stsenaariumite<br />
metsakasvatuslik <strong>ja</strong> keskkonnakaitseline analüüs (vastavas uuringus kirjeldatud neli<br />
raieringi varianti! - 220 000 kr.). Alustada puidupõhiste energiakultuuride ra<strong>ja</strong>mise<br />
ma<strong>ja</strong>ndamiskavade koostamist maaomanikele (maksumus 220 000 kr.).<br />
$ Töötada väl<strong>ja</strong> praktilised lahendusvariandid looduslikelt <strong>ja</strong> poollooduslikelt<br />
rohumaadelt niidetud hal<strong>ja</strong>smassi kasutamisele.<br />
$ Teostada kogu biomassist energiatootmise tsükli keskkonnamõju hinnang<br />
$ Teostada uuringud lina- <strong>ja</strong> päevalilleseemneõli kasutuskõlblikkuse kohta biodiisli<br />
tootmisel. Biomassi kütuseks töötlemisel tekkivate jääkide (rapsikook, glütserool,<br />
praak jm) <strong>ja</strong>/või nendest valmistatud produktide edasise kasutamise (sh põletamine)<br />
ning keskkonnamõjude uurimine.<br />
$ Koostada kogu potentsiaalselt saadaoleva energeetilise biomassi bilanss Eestis<br />
(maakondade lõikes) tuginedes eelnevalt väl<strong>ja</strong> töötatud bioenergia ressursi<br />
134
arendusstsenaariumidele.<br />
$ Teostada biomassi energiatoormena ulatuslikuma kasutamise makroökonoomiline<br />
uuring: ma<strong>ja</strong>ndusharude vaheline kooskõla, mõju väliskaubandusbilansile, kogu<br />
biomassi tootmistsükli tasuvus, keskkonnaökonoomiline aspekt jms.<br />
$ Ametliku korralduse (õigusaktid, fiskaalinstrumendid jms) kohandamine biomassist<br />
energiatootmise elavdamiseks.<br />
Paljud muude uuri<strong>ja</strong>te poolt esile tõstetud uurimisteemad va<strong>ja</strong>vad samuti kohest edasi<br />
arendamist (sh mitmed aretus- <strong>ja</strong> katsetööd). Nendeks tuleb aga leida täiendavat ressurssi või<br />
finantseerida neid uurimistöid teistest allikatest.<br />
Soovitav on osa uuringuressurssi reserveerida lühitähta<strong>ja</strong>listeks piloot- või<br />
ekspertuuringuteks, mille abi lahendada BAK rakendamisega seotud üksikküsimusi.<br />
17. <strong>ja</strong>anuaril 2008<br />
Andrus Ristkok<br />
MTÜ Pirgu<br />
135
Change language