Värske Aju tegi eelmisel aastal väga meeleolukat koostööd Talveakadeemiaga. Mitmed konverentsil osalenud artiklid leidsid tee (veidi populaarteaduslikumal kujul) ka meie blogisse.
Teatame rõõmuga, et samuti läheb ka sellel aastal. Seni kuni ootame artikeldi meie lehele ja Talveakadeemia toimumist, on meil edastada üks kutse Talveakadeemia meeskonnalt.
Talveakadeemia kutsub juba 5. veebruaril kõiki kuulama teaduslike lühiartiklite ettekandeid. Üritus toimub Tallinna Ülikooli aulas algusega kell 10.
Üles astuvad 13 üliõpilast, kes esitasid teadusliku lühiartikli selleaastasele TalveAkadeemia konkursile.
Kõikide ettekannete läbivaks jooneks on seostatus säästva arengu probleemistikuga.Ürituse lõpus autasustatakse parimaid artiklikirjutajaid ning parimate ettekannete
autorid saavad esinemiskutse TalveAkadeemia 2013 konverentsile.
Ühtlasi saab otseülekannet toimuvast vaadata aadressil www.tipikas.tv
Ürituse täpsem kava:
10.00 Avasõnad
10.10 Kuidas taimed tajuvad oma naabreid? Sirgi Saar
10.30 Koolikohustuse täitmise analüüs ja puudumiste mõjutajad Eesti üldhariduskoolide põhikooli vanema astme näitel Eneli Põld
10.50 Külvatud turbasamblaliigid, väetised ja turbasammalde külvitihedused – kolme teguri mõju samblakatte taastumisele freesturbaväljal Anna-Helena Purre
11.10 Jätkusuutliku arengu tagamine ohtlike kaupade transpordilogistika vaatenurgast Jelizaveta Janno
11.30 Kohvipaus
12.00 Oma varasemast TA konkursikogemusest räägib Kadri Kalle
12.40 Cu2ZnSnSe4 defektiuuringud mahtuvusspektroskoopiliste meetoditega Pille Salu
13.00 Filagriini mutatsiooni C.2282del4 esinemise sagedus täiskasvanute seas eestis ning tubakasuitsu mõju allergiahaiguste avaldumisele Kairit Kukk
13.20 Lõunapaus
14.00 Haridusfilosoofiliselt õiglane hindamine (üli)koolis Sven Anderson
14.20 Viinapuude (Vitis) lõikusviiside mõju saagi valmimisele Anne-Liis Riitsalu
14.40 Töökoormuse vähendamise ja töötasu tõstmise roll Eesti tervishoiusüsteemi jätkusuutlikkuse tagamises Kaisa Kase
15.00 Histamiin N-metüültransferaasi kodeeriva geeni polümorfismi C314T sagedus täiskasvanud allergikute ja kontrollgrupi hulgas Eestis ja keskkonnategurite mõju allergiahaigustele Astrid Oras
15.20 Kohvipaus
15.50 Ksüleemimahla kaaliumioonide sisalduse mõju ksüleemi hüdraulilisele juhtivusele kõrgendatud õhuniiskuse tingimustes Annika Karusion
16.10 Mobiilsete õpivahendite tekitatavad raadiosageduslikud elektromagnetväljad Tarmo Koppel
16.30 TA konkursist läbi retsensendi pilgu räägib Heidi Soosalu
Artikli autor on Marta Kinnunen, kes õpib Tallinna Tehnikaülikooli magistrantuuris jätkusuutliku energeetika protsesse. Marta jõudis parimate hulka 2012. aasta Talvakadeemia teadusartiklite konkursil.
Üha enam maad võtva keskkonnasõbralikkuse valguses oleme kindlasti korduvalt erinevate jäätmete optimaalse taaskasutuse üle pead murdnud, et oma panust meie ühiskonna jätkusuutlikuse tagamisse maksimeerida. Uuele ringile oleme harjunud saatma paberit, plastikut ja klaasi, ning biojäätmeid üritame võimalikult efektiivselt komposteerida. Peagi aknale koputavale kevadele mõeldes tundub värvilises sügises sumpamine muidugi kauge minevikuna, aga nii mõnigi mäletab, kui keeruline nendele üüratutele lehehunnikutele kohta leida oli. On ju just lehed need,mida me kaminas praksuva tule valguses sooja eest tänama peame, kuna just nende vastutusrikas ülesanne on päikeseenergia puitu sulgemine. Nii et miks mitte aianurgas mädanemise asemel nende kütteväärtust utiliseerida ja seeläbi keskkonda säästa?
Käesolevas töös uurisin sügiseste puulehtede põletamise võimalust, eeldades, et puitkütustele ja turbale on katla tüübi sobivuse korral võimalik lisada 10% ulatuses lisakütust, milleks oleks probleemne või väheuuritud omadustega kütus1. Selgus, et puulehed on senini väga vähe uuritud materjal, ning nende taaskasutamist pole laialdaselt arutatud. Tänapäeval kasutatakse biomassist saadud energiat kogu maailmas vaid 50 EJ aastas2.
Sügislehtede taaskasutamist soosivad mitmed faktid, nagu näiteks Eesti eesmärk suurendada taastuvatest ressurssidest toodetud soojuse osakaalu 2005. aastal olnud 21%-lt 33%-le aastaks 2013. Lisaks näeb biomassi ja bioenergia kasutamise edendamise arengukava ette tarbijate teavitamise kodumaiste taastuvate ressursside kasutamise eelistest lokaalküttes3. Miks mitte teavitada inimesi ka oma aiast kokku riisutud puulehtede kasutamise võimalustest.
Lisaks sellele näevad kehtivad arengukavad ette katlamajade puitkütusekatelde koostootmise seadmetega varustamise. See lubab puitkütusest koostootmise baasil toota täiendavalt soojust ja elektrit. Praegune statistika käsitleb biokütusena ainult puitkütuseid (puit, metsaraie ja puidutööstuse jäätmed, võsa). Energia saamiseks sobiva biomassi moodustavad Eestis aga lisaks puitkütustele ka turvas, põhk, energiahein, pilliroog, energeetilised põllukultuurid ning orgaanilised majapidamise ja põllumajanduse jäätmed3.
Eestis peetakse puulehtede kogumist sügishooajal loomulikuks ning nende komposteerimine on seni teadaolevatest võimalustest kindlasti mugavaim ning ka odavaim4.
Enne kogutud sügiseste puulehtede kalorsuse, niiskusesisalduse ja tuhasuse määramist jahvatasin puulehed liikide kaupa ühtlaselt peeneks, osakese läbimõõduga 0,5 mm2. Kalorsuse määramiseks pressisin kuivatamata materjalist 0,4-0,7 grammised tabletid. Kalorsust määrasin kalorimeetrilises pommis ning niiskusesisalduse määramiseks kasutasin kuivatuskappi, kus seisid jahvatatud lehed 24 tundi 105°C juures5. Tuhasuse määramiseks kaalusin üle 1 g niisket jahvatatud materjali tiiglisse ning asetasin selle muhvelahju temperatuurile 525°C. Selles protsessis põles proovist ära kogu orgaaniline aine ning allesjäänud tuha kaalusin nelja tunni pärast5.
Teostatud katsete kohaselt (vaata Tabel 1) on puulehed võrdlemisi suure energiasisaldusega. Keskmine kuivaine energiasisaldus on 20,64 kJ/g. Puulehtede põletamisel on probleemiks niiskus, mis kasutatud materjalis oli 35,65%. Niiskusesisaldus on paljuski tingitud sügisese lehekoristusperioodi ilmastikuoludest. Teostatud katsete kohaselt on puulehtede tuhasisaldus 7,05 – 9,93%.
Tabel 1. Teostatud katsete tulemused, mis näitavad kogu materjali arvutuslikke keskmisi väärtusi ja standardhälvet.
AS Veolia Keskkonnateenuste andmetel toodi sügisesel lehekoristusperioodil Aardlapalu ümberlaadimisjaama umbes 1350 tonni biolagunevaid jäätmeid Tartu linna piirkonnast. Kindlasti võib toojate seas olla ettevõtteid, kelle jäätmete hulgas on peenemaid puuoksi ning riknenud puu- ja juurvilju minimaalselt paarisada tonni. Seega võiks väga umbkaudseks puulehtede koguseks Tartu linnas ajavahemikul september 2010 kuni detsember 2010 lugeda 1000 tonni. Omavalitsustel on juba praegu kohustus rakendada biolagunevate jäätmete liigiti kogumist, mis võimaldaks kogumispaikadesse toodavad puulehed hõlpsasti ülejäänud jäätmetest välja sorteerida ja edasisse käitlemisse saata.
Seega võttes arvesse teostatud katseid puulehtedega oleks teoreetiliselt võimalik saada Tartu linnast kogutud 1000 tonnist niisketest puulehtedest (energiasisaldus 15,86 MJ/kg) energiat umbes 15 860 GJ. See on 1,3% kogu AS Fortum Tartu katlamajades 2010 aastal kasutatud biokütustest6.
Puulehti võiks kasutada väikeste üheperemajade kateldes ning suuremates koostootmisjaamades, milles on kas restpõletuskatlad või keevkihttehnoloogial põhinevad katlad. Eelistada tuleks keevkihttehnoloogial põhinevaid katlamaju, kuna keevkihtkoldes on võimalik põhikütusele lisada probleemsete või väheuuritud omadustega biokütuseid, nagu seda on puulehed1. Eestis on keevkihtkatlaid suhteliselt vähe, kuid planeeritavad uued biokütustel töötavad elektri ja soojuse koostootmisjaamad varustatakse suure tõenäosusega just seda tüüpi seadmetega1.
Puulehtede keskmiseks niiskussisalduseks on katsete põhjal 35,65%. Niiskusesisaldus on sõltuv ka lehtede kogumise perioodil valitsevast ilmast. Suur niiskusesisaldus on üks puulehtede kasutamise puudusi, võrreldes näiteks turbabriketiga, mille niiskusesisaldus on umbes 12% (vaata tabel 2). Enne katlasse panemist pole aga otstarbekas hakata puulehti kuivatama, sest see kulutab omakorda energiat ning muudaks kogu protsessi keerulisemaks. Siiski on ka niiskete puulehtede kütteväärtus arvestatav, ligikaudu 16 MJ/kg. Võrreldes näiteks rohtse biomassina kasutatava päideroo kuivaine kütteväärtusega, milleks on 14,9 MJ/kg, on seega hoopis mõttekam kasutada niiskeid puulehti kui kuivatada päideroogu. Suure niiskussisalduse tõttu võib aga tekkida probleeme katla hooldamisega, sest mida niiskem on kütus, seda rohkem seda kulub ning seda enam peab katelt tahmast puhastama.
Tabel 2. Erinevate biokütuste võrdlus 7 ja tabel 1
Põletamisel on oluline ka kütuse tuhasus. Eelistatakse väiksema tuhasisaldusega kütuseid. Puulehtede keskmine tuhasisaldus katsete põhjal on 7,05%, mis on tunduvalt rohkem, kui hakkpuidul (1%), kuid sarnane turbabriketile.
Kokkuvõtteks võib väita, et teostatud esialgsete katsete ja uurimuse põhjal on puulehed võrdlemisi suure energiasisaldusega kütus – kuivaine keskmine energiasisaldus on 20,64 kJ/g. Ka niiskete puulehtede kütteväärtus on arvestatav, ligikaudu 16 MJ/kg, mis on suurem kui rohtse biomassina kasutatava päideroo kuivaine kütteväärtus (14,9 MJ/kg).
Puulehtede lisamine põhikütustele lubatava 10% ulatuses võimaldaks säästa põhikütust ja ühtlasi vähendada puulehtede ladestamist.
Tulevikus oleks vaja teostada lisakatseid, kogudes võimalikult suurel hulgal erinevate puuliikide lehti. Pargi- ja haljastusjäätmete põletamise kõrval on mõttekas uurida ka metaani tootmist nii nendest kui lignotselluloossest materjalist üldisemalt. Viidatud allikad: 1 Vares, V. 2008. Biomassi tehnoloogiauuringud ja tehnoloogiate rakendamine Eestis. Lõpparuanne. TTÜ Soojustehnika instituut. 176 lk.
2 Lehtveer, U. 2006. Taastuvenergia käsiraamat. Eestimaa Looduse Fond
3 Eesti Vabariigi Põllumajandusministeerium. 2007. “Biomassi ja Bioenergia kasutamise edendamise arengukava aastateks 2007 – 2013”.
4 Eesti Vabariigi Keskkonnaministeerium. 2008. “Riigi jäätmekava 2008 – 2013”
5 Schulte, E.E. 1995. Recommended Soil Organic Matter Tests. Lk 47-56. Rmt. J. Thomas Sims and A. Wolf (toim.) Recommended Soil Testing Procedures for the Northeasten United States. Northeast Regional Bulletin #493. Agricultural Experiment Station, University of Delaware, Newark, DE.
6 Proosa, H. AS Fortum Tartu peaökonomist. Suulised andmed. 19. 04. 2011
7 Lepa, J., Jürjenson, K., Normak, A., Hovi, M. 2001. Kütused soojusenergia tootmiseks: teatmik. Eesti Põllumajandusülikooli kirjastus, 2001. 24 lk.
Artikli autor, Georgi Karhu, lõpetas rakendusliku Tallinna Tehnikakõrgkooli tehnomaterjalide & turunduse eriala ning jätkab oma õpinguid Oslo Ülikoolis Innovatsiooni ja Ettevõtluse magistratuuris. Ühtlasi võttis ta osa 2012. aasta Talveakadeemia teadusartiklite artiklite konkurssist.
„Meri võtab ja meri annab.“ Meri ja tema lainetus on ülivõrdes niivõrd võimas, et läbi aegade on selllele omistatud isegi Jumala vorm: antiik-kreeklastel Poseidon; roomalstel Neptun, muistsetel viikingitel Ægir jne. Veel mõni aeg tagasi, 2011 aasta märtsis, tuletas tsunaami moodsale maailmale meelde oma laientuse hävitavat jõudu, tekitades Jaapanile ja rahvusvahelisele kogukonnale miljarditesse ulatuvaid kahjusi. Pole kahtlust, et lainetus peidab endas märkimisväärset energiakogust. Miks siis pole inimkond suutnud lainetusest märkimisväärses koguses elektrienergiat toota nagu näiteks hüdroelektrijaamad jõgedel, tuulegeneraatorid avamerel või siis soojuselektrijaamad vulkaanilistel aladel?
Laine-energeetika – maailmapäästja või puukallistaja naiivne unistus?Kui tänase päevani ei tea lihtsurelikud laine-energeetikaalast suurt midagi, siis ilmselgelt eksisteerib kusagil pidur, mis ei lase niivõrd katsutaval hüvel ühiskonda imbuda. Tuuma- ja vesinikenergia kujutab endas sõna otseses mõttes „kvantfüüsikat,“ mis nii mõnelegi inimesele oma keerukusastmega juhtme kokku keerab. Sellele vaatamata võime kõik, nimetissõrm püsti, targutada, et eelnimetatud energiaallikad on laialdaselt levinud, kuid piiramatu ja tasuta laineenergia definitsiooni peame siiani entsüklopeediast luubiga otsima.
Energeetikatööstus mõjutab mastaapselt nii majandus-, sotsiaal-, kui ka keskkonnaküsimusi. Globaalse soojenemise fenomen (liustike sulamine, kõrbete laienemine), suurimad keskkonnakatastroofid (2010 jun. Golfi Lahe naftareostus, 1986 apr. Tšernoboli tuumakatastroof) ja poliitilised nafta/gaasisõjad (2003 märts USA invasioon Iraaki, 2009 jaanuari Venemaa-Ukraina gaasidispuut) on ajendatud nõudlusest energia järele. Nafta needus on põhjastanud paljude kolmandate riikide (nt. Nigeeria, Alžeeria, Liibüa, Süüria, Venezuela) ühiskonna arengu pidurdumist. Pole kahtlustki, et aktuaalsed küsimused energeetikas jäävad igavaseks maailma poliitilist nägu kujundama. Kellel on energia, sellel on ka võim.
Maailma majandusarengut (sh. energiamajandust) veavad investeeringud. Paraku pole arengu veomootoriks heausklik sinisilmne ideoloogia rohelisest ühiskonnast, kus kõik maailmarahvad hoiavad kätest kinni ja lauavad „Kumbaya My Lord.“ Täringuveeretajateks on ennekõige investeerivad ärimehed ja neid suunav kohalik valitsus. Ilma erakapitali eraldamiseta jäävad ka kõige rohelisemad ja rabavamad äriideed teostamata.
Miks ärimehed ei soovi investeerida laineenergeetikasse? Äris kehtib väga lihtne fundamentaalne reegel: Ettevõtmisest saadav tulu peab ületama sinna algselt tehtud investeeringu. Ilma kasumita kaotab projekt atraktiivsuse ja jätkusuutlikuse ning varem või hiljem võime sellest lugeda vaid ajaloo lehekülgedelt. Heategevus on küll väga tore, kuid kahjuks inimene õhust ja armastusest siiki ära ei ela (see on muinasjutt). Ka ärimehe kere vajab kinnitust, hing kostitust, Ferrari liising ja majalaen maksmist ning naise sõrmed kulla ja briljandiga katmist. Lihtne.
Hästi läbimõeldud äriplaan toodab tulu kõigile. Seevastu puudulik planeerimine sünnitab ainult ebameeldivusi ja skandaale. Näitena võib tuua Eesti ühe läbiaegade uhkeima ja kalleima ehitusobjekti – KUMU kunstimuuseumi, kus suure hurraaga kinnitati lühinägelikult heaks projekti kavand ning alles peale mõningt opereerimisaega avastati, et ups… pole raha kolossi ülalpidamiseks.
Hajutatud kasumlik laineenergia turg. On siililegi selge, et elektrit on absoluutselt kõigil vaja, nii et nõudlusega ei tohiks probleeme tekkida. Turumajanduses kehtib lihtne reegel: Kus on nõudlus, seal on ka pakkumine. Vaatleme nüüd aasta keskmist laineenergiaressursside paiknevust maailma kaardil (vt joonist 1).
Joonis 1. Globaalne aasta keskmine hinnanguline laine võimsus, kW/m (The Energy Blog, 06.10.2005)
Aasta lõikes on suurimad laineenergiavarud rannikupiirkondades, näiteks Briti saarte läänerannik, Islandi, Lõuna- Ameerika, Aafrika, Austraalia ja Uus- Meremaa lõunarannik ja Antarktika põhjarannik. Energia hinnanguline võimsus ulatub nimetatud piirkondades üle 60-ne kW/m kohta. Siseveekogud (järved, mered k.a lahed) on aasta lõikes laineenergiavaesed.
Maailma laineenergia aastane tootlikkus on seega globaalselt hajutatud. Lisaks peab veel arvestama asjaolu, et energia tootlikkus varieerub hooaegade lõikes tublisti ning jäärikkad piirkonnad põhjustavad vees hulpivatele konverteritele rida probleeme, alates pindkatte kahjustamisest kuni staatilise kinnikülmumiseni.
Laineenergia muunduri tehnoloogilised väljakutsed. Energia püüdmiseks merelainetest on vaja lained kinni püüda konstruktsiooniga, mis reageerib laine poolt avaldavale jõule sobivaimal kujul. Põhimõtteliselt on iga generaator valmistatud nö. rätsepatööna spetsiaalselt vastavalt tema töökeskkonnale. Näiteks Lõuna-Ameerika lõunaranniku avamerre disainitud poi-tüüpi generaator ei sobi töötama Uus-Meremaa lõunaranniku lainetes, sest lainete karakteristikud ja vetevälja aktiivsete kasutajate nõuded on erinevad. Ühed seadmed sobivad paigaldamaks keset merd, teised aga otse rannikule.
Iga seadme täpne füüsiline suurus ja kuju on juhitud vastavalt tema tööiseloomust, lihtsalt öeldes peab seadme töömaht olema laiuse suhtes mitukümmend kuupmeetrit meetri kohta. Sellest väiksema töömahuga seadmetel on piirangud tüüpilise lainetsükli koguenergia püüdmisel: vaatamata sellele, et agregaat võib püüda väiksematest lainetest enamuse energiast, tekivad tagasilöögid kokkupuutel suuremate lainetega, vähendades sellega üleüldist efektiivsust. Konstruktsioonide suuremõõtmelisus annab tunda eelkõige tootmise ja logistika planeerimisel ning korrosiivne merevesi seab kõrgendatud nõuded kasutatavale masinaehituslikele- ja elektriseadmetele ning konstruktsiooni pindamissüsteemile. Kuna muunduri töökeskkonnaks on meri, siis ülikõrgete hoolduskulude vältimiseks peab kasutama võimalikult hooldusvabu ja seega kalleid komponente.
Kogu elektriväljund on üldiselt sujuvam mitme laineenergia mooduli liitmisel kui et üksiku mooduli kasutamisel. Mitmesaja ujuva seadeldise rakendamisel muutub summeeritud väljundvõimsus sujuvamaks. Merealuse elektrikaabli vajalikkus toob kaasa uued väljakutsed seoses seadme paigaldusega ja elektrivoolu juhtimisega maapealsesse vooluvõrkku (vt joonist 2) (Boyle, 2004).
Laineenergeetika suurim takistus on ülemaailma kitsatesse regioonidesse fokusseeritud energiaressurss, mille füüsilist levikut piiravad lisaks mitmed majanduslikud, poliitilised ja sotsiaalsed ohutegurid. Genereeritav energia hulk on väga tugevas sõltuvuses ümbritsevast merekliimast, mistõttu leiab perspektiivikat seadme rakendust vaid tormistel avamere ning kaldalähedastel aladel. Hooajati vahelduv merekliima seab tõsise küsimärgi alla laineenergia generaatori tasuvuse ja usaldusväärsuse. Laine ressursside hajutatud paiknemine teeb tegutsemisvaldkonna atraktiivseks vaid selle vahetus läheduses asuvate tootjate silmis.
Laineenergia muundur on oma olemuselt üks keskkonnasõbralikumaid elektritootmise võimalusi, mõjutades minimaalselt nii loodus-, majandusliku kui ka sotsiaalkeskkonda. Teadusarendust soosib kindlasti praeguse sotsiaalse ühiskonna kui ka poliitilise keskkonna suhteliselt roheline meelestatus. Samas kahtlen, kas leidub piisavalt erainvestoreid. Kui poliitilisel maastikul on võimalik rahastamine läbi erinevate programmide (kohaliku omavalitsuse toetus, struktuurfondid), siis eraettevõtjatest investorid jäävad väga suure riski tõttu tagasihoidlikuks. Muunduri väike eluiga, kõrge realiseerimis-, opereerimis ja utilisreemiskulud seljatavad projekti äratasuvuse. Riski suurendavad võimalikud saatuslikud konfliktid tegevuslubade hankimisel kohalikelt omavalitsustelt ja territoriaalvee aktiivsetelt kasutajatelt.
Globaalsele soojenemisele, naftasõdadele ja terroriohule vaatamata suureneb lähitulevikus nõudlus odavate ja kõrge kütteväärtusega fossiilsete kütuste järele. Trendi toetavad hiljutised Euroopa gaasitarne projektid Venemaaga (Nord- ja South Stream), nafta ammutamiskoguste suurendamine Lähis-Idas ja uute naftamaardlate avastamine Lõuna-Hiina meres. Roheliste energiaallikate osas investeeritakse pigem prügi-, tuule-, vesiniku-, tuuma ja päikese- kui et laineenergia arendamisse.
Leian, et hetke laineenergiatehnoloogiat ja maailma energiapoliitika trende arvestades jääb maailma toitmine ookeani lainete baasil pelgalt unistuseks. Negatiivsele uuringutulemusele vaatamata olen veendunud, et laineenergia tehnoloogia täiustamine ja arendamine vajab tähelepanu ja finantseerimist. Antud hetkel pole laineenergeetika rakendamisega võimalik küll rikastuda, olen aga kindel, et tulevikus on maailmameri üheks domineerivamaks ja atraktiivseimaks energiaallikaks. Propageerigem jätkusuutlikku energiamajandust aga samas hoidkem oma kaks jalga maa peal!
Loe lisaks:
Boyle, G. 2004. Renewable energy power for a sustainable future. Oxford, UK: The Open University, 312 – 336.
Cruz, J. 2008. Green energy and technology. Ocean wave energy current status and future perspectives. Berlin, GER: Springer, 93 – 414.
Artikli autor on Victor Alari, kes õpib Tallinna Tehnikaülikoolis maateaduste magistriõppes. Victor jõudis parimate hulka 2011. aasta Talvakadeemia teadusartiklite konkursil.
Joonis 1. Aasta keskmine päikese võimsus pinnaühiku kohta. (3)
Energia ei teki ega kao, vaid muundub ühest liigist teise (või kantakse ühelt kehalt teisele). See fundamentaalne väide kannab energia jäävuse seaduse nime, kuid millegi pärast ei tundu see inimestele nii intuitiivne kui gravitatsiooniseadus (see et õunad ikkagi maa peale kukuvad mitte kosmosesse). Põlevkivi või nafta mida me täna põletame, taimed mida söövad lehmad ja lehmad keda sööme meie, on kontsentreeritud vorm päikeseenergiast. Kõlab ju lausa uskumatult, et igaühe sees särab tegelikult päike.
Joonis 2. Keskmine tuule võimsus pinnaühiku kohta (4)
Päikeseenergia, mis on talletatud fossiilsetesse kütustesse, on sinna kogunenud väga pika aja jooksul, kuid inimkond on suutnud pärast tööstusrevolutsiooni selle väga kiiresti maapõuest välja võtta, nii et selle varud ammenduvad lähima 100 aasta jooksul. Fossiilsete kütuste põletamise juures on ka teine aspekt, mis tuleks ära märkida. Nimelt paisatakse nende põletamisel atmosfääri süsinikdioksiidi, mida loodus ei suuda kahjuks alla neelata sama kiiresti, kui meie seda atmosfääri paiskama. Selle tagajärjeks loetakse üsna suure tõenäosusega kliima soojenemist.
Minu jaoks tundub üsna loogiline, et tuleb panustada väga palju ressursse alternatiivsete energiaallikate kasutuselevõtuks. On ju taastuvad energiaallikad kontsentreeritud vorm päikeseenergiast, mis kestavad veel sama kaua kui päikene ning ei reosta süsinikdioksiidiga keskkonda. Üks tuntumaid selliseid on loomulikult tuul, aga kus tuult ja vett, seal ka lainet.
Joonis 1 illustreerib aasta keskmist päikeseenergia kiirgustihedust. See tähendab, et päikesepatarei kasuteguri 100 % juures saaks ekvatoriaalsetelt aladelt 1 m2 suuruselt pinnalt võimsust kuni 350 W, ehk 1 m2 suurune päikesepatarei suudaks siis põlemas hoida kuni kuus 60 W lambipirni. Eesti laiuskraadil tuleks aasta keskmiseks ligikaudu 150 W/m2. Liigume edasi tuuleenergia juurde. Jooniselt 2 näitab tuuleenergia potentsiaali kogu maailmas.
Nagu näha on tuuleenergia võimsus pinnaühiku kohta suurem päikeseenergia võimsusest. Näiteks talvel saab 1 m2 suuruselt pinnalt Läänemere kandis teoreetiliselt kuni 700 W ehk 0.7 kW energiat. Võiks ju arvata et laineenergia on samas skaalas kui tuuleenergiagi, kuid võta näpust.
Joonis 3. Maailma laineenergia potentsiaal (5)
Joonisel 3 on esitatud aasta keskmine laineenergia potentsiaal iga laineharja meetri kohta (seda illustreerib Joonis 4, mis on iga laineharja meeter). Iirimaa ranniku lähedal on see lausa üle 60 kW/m, ehk siis iga laineharja meetri kohta saaks teoreetiliselt kätte kuni 60000 W võimsust ehk saaks põlema panna kuni 1000 lambipirni!
Joonis 4. Lainetuse võimsuse definitsioon.
2010 a Talveakadeemiale esitatud tööst pealkirjaga „Lainetuse energia potentsiaal Eesti territoriaalmeres“ selgus et:
Võrreldes tuuleenergiaga on lainetuse energia potentsiaal 8 korda suurem. Keskmine lainetuse võimsus on 5 kW/m Saaremaa ranniku lähistel (Joonis 5). Seetõttu on tuuleenergia arendamise kõrval mõttekas panustada kindlasti lainetuse energia tootmisesse.
Lainetuse energia sesoonne käik ühtib suuresti energiatarbimise nõudlusega. Lähtuvalt sellest on võimalik toota suur osa energiast just siis, kui on suur tarbimine.
Suurte Euroopa Liidu liikmesriikide nagu Prantsusmaa, Suurbritannia ja Hispaaniaga võrreldes on Eesti lainetuse energia potentsiaal 4 korda suurem, sest me tarbime kümneid kordi vähem energiat kui mainitud riigid. Teisisõnu, Eestis on võimalik toota märkimisväärne osa energiast lainetest.
Joonis 5. Laine võimsus (kW/m) kahe aasta keskmisena Saaremaa ranniku lähistel.
Jätkan silmaringi avaradamisega Talveakadeemia 2009’lt. Mul oli õnn kuulda väga inspireerivaid ja huvitavaid ettekandeid oma ala spetsidelt, mul on selle üle tohutult hea meel. Mul pole mõtet ülevaadet esinejate ettekannetest teha, kuid kirjeldan mingeid mõtteid, mis asjakohased tunduvad. Nimede järgi saate otsida neti-avarustest lisamaterjali.
“The most ecological human-being is a dead human-being…” (Eero Paloheimo)
See oli kelmikas kommentaar oma eelmisele lausele, kus Paloheimo ütles, et kõige ökoloogilisem tootmine on tootmise puudumine. Kauaagne Soome rohelise partei asjapulk (“In 20 years we did absolutely nothing there!”) ning hetkel Hiinas ökolinnade planeerimisega tegelev muhe Paloheimo pidas meile ettekande ökolinnadest (võime nimetada neid ka “jätkusuutlikeks linnadeks”). Jõuluvana habemega härra oli mulle silma jäänud juba eelmisel õhtul, kui ta ühe teise ettekande kommentaarina avaldas vastumeelsust üleliigse seminaritamise ja arutluse vastu seal, kus on vaja kiireid otsuseid ja reaalseid lahendusi. Õige ka.
Kasvuhoone maja lõunapoolsel küljel on väike, kuid sisuline samm jätkusuutlikuma eluviisi suunas, vähemalt poolhõreda asustusega asulates küll.
Tööstusökoloogia loengu alguse suutsin maha magada, sest meie töörühm jäi oma karjäärimaketi valmistamisega ajahätta – me tööülesanne oli mõelda välja, kuidas tuua linnaruumi Väo karjäär pärast maavara ammendumist. (Alles kodus hüppas mu kraesse mõte hiiglaslikust tehismärgalast veepuhastamiseks) Aga kui ma ettekandele jõudsin siis niipalju kui ma vägivaldselt kohvipausist ilmajäetuna jälgida suutsin rääkis Björn Frostell Rootsist meile sellest, kuidas tööstus võib olla jäätmevaba. Zero-waste, põhimõtteliselt. Näiteid tõi Skandinaavia paberitööstusest, aga ka arengumaadest. Väga detailidesse ta ei läinud, rääkis rohkem sellist filosoofilist juttu sinna ümber. Praegu asjaarmastajana talu pidav Frostell rõhutas samuti kiirete muudatuste vajadust. (Muide, TTÜ Tartu Kolledžis saab õppida tööstusökoloogia nimelist eriala, kui ma ei eksi) Frostell oli võrreldes konverentsi Soomlastega märksa positiivsemalt meelestatud Maa tuleviku suhtes… Aga tõesti, absoluutselt võrratud mehikesed mõlemad.
Märksõnu
* Meil on vaja täiesti uudset tehnilist haridust. Interdistsiplinaarset.
* !Elutsüklianalüüs! Rohkem kui ökoloogilise jalajälje abstraktse kalkuleerimisega, peaks tegelema igale tootele ja teenusele eelneva, kaasneva ja järgneva energia ja ressursikasutuse jälgimisega. Disainima ei peaks toodet vaid materjali elutsüklit.
Näide elutsüklianalüüsist. Skeem paberi kohta.
* Ökolinn ei ole uut sorti arhitektuuriveidrus ega ka lihtsalt ärivõimalus, ta on eelkõige osa lahendusest globaalses kk.kriisis ülerahvastunud maailmas.
Ökolinna kavand, millel sisuline ökoloogilisus pidavat puuduma. “Fancy ecocity” ehk mäng arhitektuuriga.
* Ökolinn on tervik, millega kaasneb ka tema soojendamiseks, toitmiseks ja katmiseks kulutatav maalapp. Tõmbasin ettekannet kuulates pastakaga kavaservale kritseldatud Eesti kaardile sõõre, sümboliseerimaks Tallinna viljapõlde, lehmakarjamaid ja paberimetsa, ning palju ei jäänudki järele.
*Ökolinna planeerides peab arvestama konkreetseid olusid, kliimat, kultuuri jne… loogiline.
* Eeskujuks on vaja konkreetseid lahendusi. Praegu on valmimas esimesed meie mõistes suured, seal tillukesed, ökolinnad Hiinas. Ilmselt tuleb sügisel meedias juttu ka keset Lähis-Ida kõrbesid kerkivast luksuslikust ökolinnast. Hiinas on see siiski ainuke võimalus, kõrbes pigem eksperiment stiilis “mida teha, kui raha on liiga palju.”
* Elektriautodel pole sisulist mõtet, kui nad kasutavad fossiilset allikat.
* Ökolinnade transpordiküsimus on lahendatud pisikeste elektrimootoriga taksodega, mis on ühisomandis. Samas on linnaplaneering piisavalt loogiline, et liiga palju transporti kasutada pole vaja (ära jääb pendelränne a’la 60 km kodust tööle)
Uute ideede kohtumispaik – väga asjakohane alapealkiri Väga värskete ajude kogunemise üritusele. Peatun siin lühidalt mõnedel huvitavatel mõtetel, mida minu aju kaasa korjas. Ilmselt võrsub sellest üritusest veel hulgaliselt postitusi, mis puudutavad lähemalt või kaudsemalt konverentsi läbivat teemat, milleks oli linnaplaneerimine – jätkusuutlik linnaplaneerimine. Esialgu annan aga ülevaateid juturingidest ja ideedest, mis võrsusid. Paraku-paraku, olid kohad loetud ja kõik huvilised (vähemalt neist, keda ma v2rskeaju lugeritest isiklikult tean) sinna kuulama ei mahtunud ja õigel ajal otseülekannet enda jaoks ei avastanud – loodetavasti saate ülevaate sellest konverentsist ja võtate järgmisel aastal arvutitaha valvesse, et ka “tuusik” rabada…
“Rumalus on konstant, millega tuleb kõik asjad läbi korrutada või jagada.” (Jaan Kaplinski)
“Kas loodus mahub linna?” oli vestlusring, kus arutlesid omavahel Talveakadeemia rohkearvuline osavõtjaskond ja vaimsete mentorite, “mikrofoniõiguse omajad” Jaan Kaplinski, Marko Mägi, Oliver Alver ning Merle Karro (Lisainfo neist Talveakadeemia kodukal).
Legendaarsed Tartu hakid
Arutelust jäi kajama linnaarhitekt Alveri mõte, et rääkides loodusest linnas ei peaks me mõtlema parkidest vaid kõigest elusast – kajakatest paneelmajade katustel, sipelgatest vuugivahes, hooldamata võsast omanikuta krundil… Ja ka seda, et “roheline kõrb, kus seisavad mustad sambad” (Kaplinski), ei ole hea ega ainuke juhtidee, millele rajada linnahaljastust. Hoolimata sellest, et põõsa taha saab peita end pätt, on põõsas koduks ka väikestele linnukestele. Hoolimata sellest, et 3 cm kõrgune raseeritud muru on väga geomeetriline, sile, funktsionalistlik ja mida iganes, ei ole ta normaalne keskkond ei sellele samale nuditud muruliblele, ega ka putukatele, keda linnukesed süüa sooviksid. Ideaalis võiks linnapildis leiduda ka puisniidu sarnaseid kõrgema heinaga bioloogiliselt mitmekesisemaid alasid, mis oma vegetatsiooniperioodis õitsevad ja närbudes värvi, kuju ning lõhnasid muudavad.
Huvitav tähelepanek tuli taaskord Kaplinskilt, et meie “tõrjume” kahjureid, ameeriklased “tapavad” neid. Kui kohatult kõlab “Raid – tapab kodus ja aias”? Ikka väga, tegelikult. Kultuurikonteksti erinevus meie suhtumisel loodusesse. Kirjanikuhärra teine näide oli USA filmist, kus jõulukuusega toodi tuppa väike oravapoiss ning kui meil siin oleks see rõõmsat elevust tekitanud, siis Ameerika perekond hakkas paaniliselt otsima võimlust, kuidas karvakera ära tappa. Ja kui koeral (tähelepanuväärne, et see loom neile ikkagi kõlbab) see lõpuks õnnestus, olid kõik väga rõõmsad. Ameerika pihta lendas veel üks mõttenool – seoses valglinnastumisega on suures osas maa ja linna vahel piir kadunud – mis oli üks kommunismi tunnuseid…
Seltskonna ametlik ornitoloog tõi välja tõiga, et linnas toimub evolutsioon kiiremini kui kuskil metsavahel. Linnud omandavaid põnevaid trikke (piimapudeleid avavad varblased, parkimisautomaatidest münte varastavad varesed jne). Kuigi kogu seda protsessi on huvitav jälgida, on linnad loomadele siiski ökoloogiline lõks. Ja otseselt selleks, et võimalikult palju linde linna elama tuleks, ei tasu küll linnu ümber disainida – pigem tuleb eesmärgiks pidada kvaliteetset elukeskkonda inimesele ning võimalust loomal/linnul seal elada. Kui me teeme linnaelu kergemaks kui seda on metsaelu, siis tõmbab linn loomad endasse, kuid nagu uuringud on näidanud, on neil seal üldiselt väga madal produktiivsus ning kogu tegevus mõjub liigi üldpopulatsioonile halvasti. Kaplinski tõi ökoloogilise lõksu teiseks näiteks keskaegsed linnad, kus sündivus oli madalam kui surevus ning linnadesse tuli inimesi maapiirkondade arvel.
Liikumiskoridorid kõigile linnaelanikele. Ka neile, kes pole liigist Homo sapiens.
Kui alapealkirjas on juttu rumalusest, siis kogenud linnaarhitekt modifitseeris seda pisut, öeldes väga tabavalt, et see pole mitte rumalus, vaid ahnus. Ja ahnuse defineeris ta kui teadliku rumaluse mingi (abstraktse või otsese) kasu nimel. Näitena tõi ta Tallinnat ümbritsevad vallad, kes kaootiliselt arendatud uuselamurajoonidesse rahvast tõmbasid ja nüüd probleemivankri ette rakendatud on.
Eks põnevaid mõtteid ja arutluskäike oli veel ohtralt, kuid piirdun praegu sellega. Ja ämblikul, kes mu vanni all elab, lasen seal rahus edasi elada. Me ju ei sega teineteist? Mõte, mis mina ise vaikselt kaasa mõtlesin, oli see, et linna planeerides peaks maju, parke, teid ja kogu ülejäänud kremplit tajuma mingisuguse orgaanilise tervikuna. Selles tervikus peab leiduma liikumiskoridore nii sörkjooksu harrastajale, kiirabiautole, ühistranspordile, oravatele kui ka laululindudele. Mind jäi kummitama ka mõte katustest, mis on nii tohutu alasti. Me küll ei näe neid tavaelus tihti, kuid seal on tohutu palju pinda, mis võiks teenida mingit eesmärki. Olla kuidagi tähendusrikkamad. Köögiviljaaiad, murukatused (ma võin murukatuse eelistest kunagi pikemalt padrata, murukatused ei ole ainult pseudo-ökoarhitektide iluvidin, neil on ka sisu), lamamistoolid, koerajalutusplatsid (nagunii tuleb junnid kilekotti ju panna… vihm peseb, päike kuivatab) jne jne. Õismäel elavad katusel kajakad. See mulle ka meeldib tegelikult. Kajakad on uhked loomad.
Värske Aju tegi eelmisel aastal väga meeleolukat koostööd Talveakadeemiaga. Mitmed konverentsil osalenud artiklid leidsid tee (veidi populaarteaduslikumal kujul) ka meie blogisse.
