Energiaallikad, nende kasutamise eelised ja puudused

Energiamajandus on tööstusharu, mille eesmärgiks on kütuse hankimine, ümber­töötlemine ja elanik­konna varustamine kütuste, elektri- ja soojus­energiaga.

Energiatarbimine kasvab maailmas iga aastaga. Teatud piir­kondade energia­vajadus sõltub aasta­ajast ja ööpäevast, kuid kõige rohkem ühis­konnast. Euroopa arenenud tööstus­maades on nõudlus energia järele suur, ent see ei kasva enam kuigi oluliselt. Suurimad energia­tarvitajad on loomulikult tööstus ja transport, vähem põllu­majandus, metsandus, kodu­maja­pidamised jne. Seetõttu on energia­ette­võtetel ühis­konnas oluline roll. Vähese industria­li­seeri­tu­sega riikides on energia­vajadus veel madalam, kuid suureneb pidevalt.

Energia tootmise juures on olulised selle hind, ohutus ning kesk­konna­mõjud. Ideaalne energia­allikas peab olema odav kasutada, ohutu ka pikema­aegsel kasutamisel ega tohi kahjustada kesk­konda.

Energiaallikateks on nii taastuvad kui ka taastumatud loodus­varad. Suured taastuvad energia­varud peituvad Maa looduslikes protsessides. Need on päikese-, tuule-, vee-, geotermaal-, loodete- ja biomassi­energia.

Päikeseenergiat koguvad ja salvestavad päikese­paneelid ja -elemendid. Päikese­elemendid muudavad valguse otse elektri­energiaks. Päikese­energia kasutamine on praegusel ajal veel üsna arengu­järgus. Palju kasutatakse seda Saksamaal, vähem Taanis ja Soomes. Euroopa Komisjoni arengu­kava kohaselt peaks aastaks 2030 päikese­paneelide toodetud energia moodustama 4% kogu maailma elektri­toodangust ja aastaks 2040 juba 10%. Päikese­paneelide eeliseks on, et nende abil saab energiat toota heit­gaasi­deta ning neid jõu­jaamu saab hõlpsasti ühitada teiste taastumatute või taastuvate energia­allikatega (näiteks tuule- ja maasoojus­jõu­jaamadega). Päikese­patareisid saab paigutada erinevatesse kohtadesse ja neid on kerge teisaldada. Puuduseks on aga päikese­energia juhuslik iseloom: energiat saab toota vaid siis, kui päevad on päikese­paistelised. Puuduseks on ka päikese­paneelide ja -patareide praegune suhteliselt kõrge hind.

Tuuleenergia muundamisel elektri­energiaks kasutatakse elektri­tuulikuid ehk tuule­generaatoreid. Need on koondatud suurtesse tuule­parkidesse. Ava­mere­tuulikud suudavad tuule jõudu kasutada edukamalt kui mais­maal, kuid merele tuule­jaamu ehitada on kallim. Läänemere-äärsed riigid toodavad enamasti kõik tuule­energiat. Taanis moodustab see näiteks 42% elektri­toodangust, samuti on tuule­energial oluline osa Portugalis, Iirimaal, Saksamaal. Tuul ei ole püsiv, seetõttu kombineeri­takse tuule­generaatoreid teiste energia­allikatega või salves­ta­takse energia. Tuule­energia tootmise mõju kesk­konnale on suhteliselt väike, olulisemad mõjud on vaid müra- ja visuaalne reostus, sest tuule­generaatorid vajavad toimi­mi­seks ulatuslikke alasid. Nende paigaldamisel püütakse ennetada öko­süsteemide kahjustamist. Elanike seas on tuule­turbiinide rajamine nende elukohtade lähedusse sageli tekitanud vastu­seisu ja mitmed tuule­parkide rajamise plaanid on seetõttu jäänud teostamata.

Veejõud ehk hüdroenergia vabaneb vee vabal langemisel Maa raskus­jõu mõjul. Seda energiat loetakse taastuv­energiaks ja toodetakse peamiselt veerikastele ja kiire­voolu­lis­tele jõgedele rajatud hüdro­elektri­jaamades. Ka on selle energia salvestamine lihtne. Palju kasutatakse vee-energiat Norras, Rootsis, Soomes, Islandil, Šveitsis, Austrias jm, kus on suure languga kärestikulisi mägi­jõgesid. Hüdro­energiat, peamiselt Daugava jõel, kasutab ka Läti.

Hüdroenergiajaamade juurde ehitatud paisud mõjutavad nii jõgede vee­režiimi kui ka kalade elu­tingimusi, sest paisust ülespoole hävivad kalade kärestiku­lised elupaigad. Paisud tekitavad muutusi ka vee kvaliteedis, sageli hakkavad vohama vetikad. Seetõttu ei peeta igasugust hüdro­energia tootmist enam roheliseks, vaid hoopis kesk­konda kahjustavaks tegevuseks. Teatud tingimustes ei ole saadav kasu alati võrreldav kesk­konnale tekitatud kahjuga. Arenenud riikides on loobutud uute kõrgete tammide ja hüdro­elektri­jaamade ehitamisest.

Loodeteenergiat kasutatakse mõnedes harvades kohtades ja erilistes elektri­jaamades, näiteks Loode-Prantsus­maal, Rance’i jõe suudmes, kus tase tõusu ja mõõna vahel on 12 meetrit.

Geotermaalenergiat ehk maapõue­energiat saab energia tootmi­seks ja majade kütmiseks kasutada piir­kondades, kus on selleks soodsad looduslikud tingimused, näiteks Islandil. Elektri­jaamad töötavad kuuma põhjavee (tempera­tuuriga isegi üle 200 °C) soojust kastutades. Seda tüüpi elektri­jaamade rajamine on suhteliselt odav, kuid nad pole eriti ökonoomsed. Tasuv on nende rajamine piir­konda­desse, kus termaal­vesi paikneb maapinna lähedal. Lisaks Islandile kasutatakse termaal­vett ka Itaalias ja Prantsus­maal. Maa­põue­energia alla võib liigitada ka maa­soojus­pumpade toodetud soojus­energia. Kesk­konnale on maasisese energia kasu­ta­mise mõju väike.

Taastuvate energiaallikate hulka kuuluvad ka biokütused, mis võivad olla taimset, loomset või mikroobset päritolu. Suurim ressurss on puidu­kütus: puidu­osad, mida metsa­tööstus ei kasuta, näiteks oksad ja ladvad, koor, saepuru. Neid saab töödelda brikettideks või graanuliteks. Põllu­maal võib kasvatada kiire kasvuga energia­võsa (pajud, lepad). Biokütuseid kasutatakse kõige rohkem Saksa­maal, arvesta­taval määral ka Rootsis. Biokütuste põletamine ei suurenda atmo­sfääris süsi­happe­gaasi kogust, kuivõrd eralduv süsihappe­gaas on eelnevalt foto­sünteesi teel atmo­sfäärist seotud.

Aeglase kasvuga fossiilkütust turvast ei loeta taastuvate energia­allikate hulka, kuna seda kogutakse suuremates kogustes, kui ta tagasi jõuab kasvada. Kuiva ja kokku­pressituna saab turvast kasu­tada kütusena. Seda kasuta­takse palju maades, kus on laialdased märg­alad ja turba­rabad, näiteks Soomes, Iirimaal, Šotimaal, Eestis. Turba laialdase kaevanda­mi­sega ja turba­rabade kuivenda­mi­sega kahjustatakse turba­rabade ökosüsteeme, seetõttu on oluline rabasid hiljem taastada. Turba kasutamine energee­tikas ja kütmisel paiskab õhku süsi­happe­gaasi jt kasvu­hoone­gaase.

Tänapäeval rajaneb elu suures osas fossiilsetel kütustel (nafta, maagaas, kivi- ja pruun­süsi, põlev­kivi, ka turvas), mis kuuluvad taastumatute loodus­varade hulka. Neid kasutatakse soojus- ja elektri­energia tootmisel, keemia­tööstuse toor­ainena jm. Suuremad fossiilsete kütuste kasutajad on Saksamaa ja Taani. Tähtis söetootja ja -tarbija on Poola.

Taastumatute loodusvarade hulka loetakse ka uraani­maak, mida kasutatakse tuuma­energia tootmiseks. Fossiil­se­test kütustest saadava energiaga võrreldes on tuuma­elekter suhteliselt odavam. Tuuma­energiat toodetakse tuuma­elektri­jaamades tuuma­reaktsioonide tulemusena. Tuumaelektrijaamu on Euroopas 18 riigis, kokku u 160 reaktorit (neist suurem hulk Prantsusmaal), mille abil toodetakse u 25% elektrienergiast. Ehitatakse ka uusi reaktoreid. Tuuma­energiat toodavad Rootsi, Soome, Slovakkia, Belgia, Bulgaaria jt. Tuuma­jaamade puhul tuleb erilist tähele­panu pöörata ohutusele ja radio­aktiivsete jäätmete õigele käitlemisele. Reaktorid tuleb ehitada nii, et need tuleksid toime kõigi mõeldavate õnnetustega. Tuuma­elektri­jaama toodetud soojusest läheb kaotsi umbes kaks kolman­dikku, mis paisatakse kesk­konda, kuid vastava tehno­loogia abil on seda võimalik rakendada ka majade kütmiseks, nagu näiteks Šveitsis. Ka lendub tuuma­jaamadest kesk­konda mõnel määral erinevaid gaasilisi ja vedelaid radio­loogilisi heitmeid. Tuuma­elektri­jaam ei tooda süsi­happe­gaasi ja tuuma­energiat on seetõttu soovitatud kasutada kasvu­hoone­gaaside vähenda­miseks. Probleemiks on tuuma­jäätmed.