Pakri poolsaare insenerrajatis loob eelduse taastuvenergiapöördeks

Pakri poolsaarele ehitatakse 2028. aastaks 500 MW võimusega pump-hüdroakumulatsioonijaam, mille hiiglaslikud reservuaarid hakkavad paiknema 600 meetri sügavusel kristalses aluskivimis. „Pumpjaam on konkurentsitult kõige efektiivsem suuremahuline energiasalvesti, mille ehitamine loob Eestis eelduse taastuvenergiapöördeks. Lisaks on see kasumlik äriprojekt,” kinnitas arendusettevõtte Energiasalv Pakri OÜ juht Peep Siitam. Kirjutab Ants Vill.

„Eesti mõistes on tegu muidugi suurprojektiga – seda nii maksumuselt kui ehituse mastaapidelt. Maailmas on aga pumpjaamad vägagi levinud,” märkis Siitam, kes on idee arendusega seotud enam kui kümme aastat.

Pumpjaamade ehitus on väga asukohaspetsiifiline, sest jaama toimimiseks on vajalik piisav kõrguste vahe ja nii on kõik senised jaamad ehitatud mägedesse. Sageli on olnud tegemist hüdroelektrijaama ümberehitusega, kus turbiinidest läbivoolanud vesi kogutakse alumisse mahutisse ja pumbatakse soodsa elektrihinna ajal ülemisse paisjärve tagasi. Lisaks kõrguste vahele on suur probleem see, et tehisjärved-reservuaarid võtavad enda alla suuri maa-alasid.

„Meie projekti ainulaadsus kogu maailmas on, et me ei ehita jaama mägedesse. Ehitame alumise reservuaari, kuhu vesi elektri tootmise tsüklis läbi turbiinide voolab, sügavale maa alla ja saavutame nii vajaliku kõrguste vahe. Ülemise reservuaarina aga kasutame merd, kust vett võtame ja kuhu selle hiljem tagasi pumpame. Nii on ühtlasi ka meie maa-aluse jaama keskkonnajälg väga väike. Midagi sellist ei ole maailmas seni tehtud,” valgustas Siitam.

Projekti teine leidlik külg on katta osa ehituskulusid 600 meetri sügavusel murtavast graniitkivimist tehtud killustiku turustamisega. „Nõudlus killustikule, eriti tee-ehituses, on suur. Suudaksime katta mingiks perioodiks võib-olla Eesti kogu sisseveovajaduse,” rääkis Siitam.

Kui projekti kogumaksumus on hinnanguliselt 600 miljonit eurot, siis see osa projektist katab ligi poole kuludest ja nii kujuneb jaama maksumuseks 350 miljonit eurot.

„Kuigi jaam on suuremõõtmeline, siis ehitamine ise on suhteliselt lihtne. See on oluliselt kergem, kui näiteks põlevkivi allmaakaevanduste rajamine. Meil tuleb niisuguste pudedate maapõuekihtidega, kuhu kaevandused on tehtud, puutuda ehituse käigus kokku vaid lühikesel perioodil, kui rajame neist läbi betoonseintega šahtid. Maa-alused põhiruumid tulevad sügavale kristalsesse aluskivimisse, kus ei ole mingeid veeprobleeme ega tilkuvaid lagesid,” seletas Siitam.

Praegu käivadki tulevases pumpjaama asukohas inseneribüroo Steiger eestvedamisel süvapuurimised. Esimene, 750 meetri sügavune vertikaalne puurauk on juba valmis, kaks pikemat, kaldu puuritavat, on tegemisel. „Geoloogid on uurimistööde käigus rõõmuga avastanud, et Pakris on aluskivim üle ootuste monoliitne. Nii ei teki täiendava toestuseta suuremahuliste reservuaaride rajamisel ilmselt probleeme.”

Massiivne ehitus

Uudsel pumpjaamal on suuremõõtmelised komponendid. Kümnel reservuaaril, mis jaama elektritootmise tsükli ajal täidetakse mereveega, on muljetavaldavad mõõtmed: 30 meetri laiused ja üle 45 meetri kõrgused ruumid on igaüks 400 meetrit pikk. Nende kogumaht on ca viis miljonit kuupmeetrit ja täitmise, seega elektritootmise perioodi kestus on 12 tundi.

Merevesi võetakse süsteemi Paldiski lahte kalda äärde rajataval neljahektarilisel tehissaarel, kümne meetri sügavusel asuvast sissevõttest, mille mõõtmed on 10×15 meetrit, 150 m². Sissevõtu kogus on 96 m³/s.

Sissevõtust kulgeb vesi vertikaalsesse šahti, edasi 5,5-meetrise läbimõõduga ja 2,3-kilomeetrise pikkusega veejuhtmesse, mis on rajatud samuti aluspõhja kristalsesse kivimisse ja mille kaudu liigub vesi turbiinidele ja edasi reservuaaridesse. Energia salvestamise tsüklis liigub vesi suurte pumpade jõul sama teed mööda tagasi merre.

Reservuaaride tasemest veelgi sügavamal, 730 meetri juures, on rajatise kõige sügavamal asuv osa: turbiinide ja generaatorite ruumid, suured pumbad, millega vesi tagasi merre pumbatakse ning trafode ja muud tehnilised ruumid ning neid ühendavad teenindustunnelid. Maapinnaga ühendab jaama mitu šahti, mille läbimõõt on enam kui 18 meetrit ja betoonseinal paksust 50 cm, lisaks jõukaablite šahtid, millega jaam ühendatakse elektri põhivõrguga.

Jaama maapealsel, ca 12-hektarilisel alal on hooned, kus on juhtimissüsteemid ning teenindav meeskond. „Töö ajal kedagi maa all ei viibi, kõik käib kaugjuhtimisel, inimestele ohtu ei ole,” kinnitas Siitam. Maa all käiakse ainult hooldus- ja remonttöödel, aga ka siis on ohutus kõrgel järjel, kuna veejuhtmed ja reservuaarid on muudest ruumidest ning käikudest-šahtidest eraldi.

Palju elektrit

Uue pumpjaama generaatorite koguvõimsus on 500 MW, seega 12-tunnise tsükliga toodetav elektrihulk on 6000 MWh. Reservuaaride tühjakspumpamise ehk energiasalvestamise tsükli energiakulu on 7500 MWh, nii on tegu elektrit tarbiva, mitte tootva jaamaga ja selle kasutegur on 80 protsenti.

Jaama võimsus on nii suur, et kohati võib sellega katta kuni kolmandiku Eesti hetkevajadusest. See suurendaks ka Eesti energiajulgeolekut, kui meie elektrisüsteemis juhtuks ulatuslik avarii. Ka oleks see abiks olukordades, nagu tänavu juuni esimeses pooles, kui Rootsi-Leedu merealune jõukaabel oli rivist väljas ja tekkis eletrivajak, mistõttu käivitati Eestis põlevkivielektrijaamad ning Norrast Leeduni ulatuval elektribörsil NordPool hinnad mõneks tunniks kaheksakordistusid.

Jaam toetab praegu elluviidavat energiapööret ja meie riigi püüdlust süsinikneutraalse ühiskonna poole, hoides aastas ära umbes 850 000 tonni süsihappegaasi atmosfääri sattumise. Ühtlasi vähenevad ka tarbijate elektriarved. „Uue jaama elektrivõimsus annab võimaluse üleminekuks põlevkivienergeetikalt, mille aeg on lõplikult läbi, taastuvenergia kasutamisele,” rõhutas Siitam. „Aga kõige enam on äriplaani ikka sellel, et odava elektri ajal seda meie jaamas akumuleerida ning ajal, mil võimsusi napib, seda ühisvõrku anda.”

Väike keskkonnamõju

„Suur rajatis on peidetud maa alla, nii ei lähe kaotsi väärtuslikku loodusmaastikku ega”, märkis Siitam. Projektile on tehtud selle mitmes faasis mitu keskkonnamõjude hindamist, kokku kuus, neist viimane alles kestab. Praegust hindamist viib läbi Eesti firma Skepast & Puhkim OÜ. Ükski uuring pole vältimatuid kahjusid esile toonud.

„Vee pumpamine Paldiski lahe seisundile erilist mõju ei avalda, sest seal on niigi üsna kiired hoovused ning laht on küllaltki sügav. Kuna vee sissevoolukiirus avarast sissevõtust on ca üks m/s, siis see ei kujuta erilist ohtu ka kaladele. Seda kinnitavad ka Tartu Ülikooli mereinstituudi uuringud. Vee enda seisundile see edasi-tagasi pumpamine eriti ei mõju, sest enamasti on vesi reservuaarides vaid ööpäeva jagu. Hapnikukao oht tekiks vaid siis, kui vesi oleks hoidlates nädalate või kuude kaupa,” ütles Siitam.

Ka ei ole kogused nii suured, et need sügava lahe vee üldist seisundit mõjutaksid. Jaama asukoha valikul oligi üheks teguriks, lisaks parema kvaliteediga aluskivimile, Paldiski lahe sügavus. „Projekti eelmises variandis, kui asukohaks plaaniti Muuga sadama piirkonda, oleks lahe madala veetaseme tõttu võinud siiski tekkida probleeme suurte veehulkade liigutamisel,“ märkis Siitam.

Uue jaamaga seoses on kohalikud elanikud väljendanud muret põhjavee võimaliku kadumise, ehitustolmu ja -müra üle. „Need kartused on asjatud. Kuna jaam on oma põhiosas kristalses aluskivimis, siis reservuaaridesse pinna- ega põhjavett sattuda ei saa. Ka reservuaaride kokkuvarisemist pole samal põhjusel karta. Jah, vesi võib sattuda šahtidesse nende ehitamise ajal, süvendamisel läbi pudedate pealiskivimite kihtide, kui nende betoonkestad ei ole veel valmis. Ja ka siis on tegu väikeste, vaid šahti mahtu täitvate kogustega, mis niikuinii ehituse jätkamiseks tuleb ju pinnale tagasi pumbata,” selgitas Siitam.

Ehitustolmu- ja müra ei ole tavaliselt ehitustel tekkivast rohkem, liiatigi toimub enamik kaeve- ja ehitustegevusest maa all. Mis puutub killustiku tootmise ja transpordiga kaasnevasse tolmu ja mürasse, siis projektis on nende vähendamiseks meetmed ette nähtud. „Peame selle kulu ju võtma, see on vältimatu,” märkis Siitam.

„Jaama projekteerimine on käimas. Aga juba praegu saan kinnitada, et kõik ehitatakse väga suure tugevusvaruga ning rajatised on ette nähtud püsima alatiseks ehk igaveseks,” lausus Siitam. Projekteerimistöid teeb Saksa ettevõte Fichtner GmbH, mis on Pakri poolsaare projekti arendamiseks asutatud konsortsiumis koos poolsaarel geoloogilisi puurimistöid tegeva Eesti inseneribürooga Steiger.

Eesti ja Euroopa projekt

Pumpjaama rajamiseks on ühendanud oma jõud taastuvenergia investeerimisettevõte Sunly, Eesti tööstuskontsern Alexela ning projektijuhi ettevõte Vool. Koostöö valitsusega on olnud positiivne, kuigi Eesti riik ei ole projekti seni raha pannud. „Jah, ei saa küll öelda, et see koostöö oleks kuidagi halb olnud. Pigem on nad lihtsalt huvi pärast vaadanud – kas hullud saavadki hakkama,” iseloomustas suhteid Siitam. Projektiga on suudetud huvi äratada Euroopa Liidus, kus seda nähakse ühe võimaliku osana ühtse elektrivõrgu loomisel ehk see on üks Euroopa taristuprojektidest. Euroopa Komisjon toetas projekti geoloogilisi uurimistöid, ehituse projekteerimist ja keskkonnamõjude hindamist kaasfinantseerimise korras alates eelmisest aastast 1,2 miljoni euroga. Projekti osanikel tuleb teist niipalju selle kõrvale panna.

Kogu jaama tasuvusperiood on, nagu ikka energeetikaprojektide puhul, üsna pikk. „Projekti sisemine tasuvusmäär (IRR) jääb seitsme-kaheksa protsendi juurde, mis siinses ärikeskkonnas võib mõnele tunduda madalavõitu, aga energeetikas üldiselt on täiesti hea tulemus,” ütles Siitam. Ta nentis, et probleem on hoopis pikaajalise laenu saamine, mida selline projekt vajab. „Siin on väga oluline riigi selge moraalne toetus,” rõhutas ta.

Ehitusluba loodetakse saada tuleva aasta esimeses kvartalis. Kogu asjaajamisega plaanitakse saada 2021. aasta kolmandaks kvartaliks niikaugele, et välja kuulutada hange ehitaja leidmiseks. Ehitustöödega on plaan alustada 2022. aasta teises kvartalis. Pumpjaam peaks valmima 2028. aasta lõpuks.

Parim energiasalvestusviis

„Pumphüdrojaamast mahukamat ega ka ökonoomsemat salvestusviisi ei ole täna olemas,” märkis Siitam, kes on analüüsinud elektrienergia erinevate salvestusviiside kulusid. „Ma ei oska rääkida midagi kavandatavate neljanda põlvkonna tuumajaamade või tuumafusioonelektrijaamade mõjust energiaturgudele, küll aga olen võrrelnud analüüse, mis on tehtud teadaolevate salvestusviiside kohta praeguste teadmiste tasemel,” ütles ta.

„Tänasele taandatud kogu elukaare salvestuse hind on meie jaama 12-tunnise tsükli korral 30 eurot MWh kohta elektri sisseostuhinna 7 eurot/MWh puhul. Järgmine ligilähedane samade ääretingimustega on näiteks 100 MW võimsusega 400 MWh akupank, kus see näitaja on 66. Kõige odavam vesinikutootmisega salvestus on samadel eeldustel 80 eurot MWh kohta. Kõik muud salvestusviisid on veel oluliselt kallimad,” tutvustas Siitam seda valdkonda ja lisas, et näiteks akupanga puhul on aluseks võetud eeldus, et akude hinnad langevad praegusest tasemest kõvasti. „Ütleme, et Pakri pumphüdrojaama salvestushinna vastu on teiste uute salvestusviisidega ikka väga keeruline konkureerida.”

Pikk ajalugu

Pumpjaama eel- ja ajalugu ulatub küllalt kaugele minevikku, 1980. aastate lõppu, Vene võimu viimasesse kümnendisse. „Siis plaaniti Tallinna külje alla graniidikaevandust kristalliidist ehituskillustiku saamiseks. Siis oli ka plaan nii-öelda teisese kasutamise kontekstis ühe võimalusena pumpjaama rajamist. Siiski jäi see neljakümne aasta tagune ideepojuke sinnasamasse,” meenutas ta. „2000. aastate alguses puutusin ise graniidikaevandamise ideega kokku, selle eestvedaja oli siis praeguseks lahkunud mäeinsener Alo Adamson. Saime neist ideedest innustust ja proovisime seda graniidikaevandust käivitada Jõelähtme vallas Maardus. Siis oli plaan vaid kaevandada. See heitlus lõppes kuulsusetult, sest nagu ikka, oli kohalik rahvas vastu nagu igale kaevandustegevusele,” meenutas Siitam.

Ta rääkis, et aluseks sai võetud juba Vene ajal tehtud eskiisprojekt ja seda uuendatud, täiustatud tehnoloogilisest küljest ning keskkonnamõjusid hinnatud. Siis sündis ka mõte projekti laiendamiseks – killustiku tootmisele lisandus pumpjaama idee. 2009. aastal asutati Muuga sadamas idee realiseerimiseks koos Eesti hilisema suurima taastuvenergiaettevõttega Nelja Energia pumpjaama arendamiseks ühine ettevõte. „Mitu aastat tegime tugevat tööd, taotlesime detailplaneeringu algatamist, tegime keskkonnamõjude hindamist. Siis Jõelähtme vald ütles, et lõpetame selle jama ära,” valgustas toonase projekti konarlikku teed Siitam. Uuringute käigus selgus ka, et seal piirkonnas ei ole aluskorra kivim kõige parema kvaliteediga. „Nii see idee surigi kuulsusetult,“ nentis Siitam. Aasta oli siis 2015.

Geoloogidega konsulteerides pöörati pilgud Pakri poolsaare poole. „Ja nüüd oli siis kolmas start, seekord Paldiskis. Sellele eelnes põhjalik töö asukoha valikul, nii ametnike tasemel, koostöös rahandusministeeriumiga kui ka loomulikult nii-öelda teadjameestega geoloogia vallas. Geoloogia grand old man Kalle Suuroja oli kõige olulisem mees, tema tegelikult ütles meile, et kuulge – ärge seal Muugal jamage, kolige parem lääne poole. Näiteks Paldiskisse, kus kivi on oluliselt parem,” rääkis suurest pöördest Siitam.

„Maailmas on tehtud katseks ka väiksemas mõõtmes selliseid maa-aluse reservuaariga pumpjaamu, aga need ei ole olnud majanduslikult toimivad. Peamiselt seetõttu, et ilmselt on ehitustehnilised tingimused olnud kehvemad, aga peamine põhjus on, et neil pole olnud nii-öelda teisest sissetulekut, nagu meil on killustiku müük,” rõhutas Siitam. „Need kaks külge loovadki meil siin ärilise võimaluse.”