New Reinsalu AKUMULEERIV HyDROELEKTRIJAAM · 2008. 10. 28. · füüsikalise geograafia oluline element. Meedia vahendab uudiseid Tallinna külje all olevatest Raku ja ... seepärast

Schola Geologica. IV geoloogia sügiskool 2008

Enno Reinsalu, 2008-10-28 1

AKUMULEERIV HÜDROELEKTRIJAAM Eestis on maavarade kaevandamine ja veemured lahutamatud. Maavara väljates tekib maapõue tühi koht, mida loodus teatavasti ei salli. Otsekohe on vesi augus. Veega täitunud karjäärid on Eesti füüsikalise geograafia oluline element. Meedia vahendab uudiseid Tallinna külje all olevatest Raku ja Männiku samuti Rummu jt karjäärijärvedest. Eksootiline koht on Jaagarahu murru järv Saaremaal. Ka suletud allmaakaevandused saavad vett täis. Kaheksast suletud põlevkivikaevandusest koosnev Jõhvi allmaa-veekogum hoiab endas üle 150 mln m3 vett. Veeärastus, selle meetodid ja vahendid on mäeinseneri igapäevatöö. Vee pumpamine on kulukas, seepärast on tavaline, et püütakse kaevandada põhjavee tasemest kõrgemal ja kui see pole võimalik, siis alandada vee taset. Turba kaevandamisel on see viimane moodus tavaline. Vee ärajuhtimine pole just keeruline, kui on kuhu lasta. Põlevkivikaevandustel sellist võimalust ei ole. Või siiski? Paljudel mäeinseneril on tulnud mõte, et kuna põlevkivi lasub põhjaranniku lähedal ja merepinnast kõrgemal, siis võiks vee lasta tunnelit mööda klindist alla. Ülgase fosforiidikaevanduses (1922…39) nii tehti. Esimene põlevkivimees, kes selle mõtte publitseeris, oli Maksum Gazizov1 [1]. Eesti keeles demonstreeris Gazizovi ideed tema õpilane Arvi Toomik (Joonis 1) [2].

Joonis 1. Veeärastustunnel põlevkivikaevandusest Valastesse: 1 – põlevkivikihind, 2 – tunneli põhi kaldega 0,0015, 3 – sama, kaldega 0,003 [2] Projekt ei teostunud. Toimis tuntud reegel - mida lihtsam idee, seda raskem teostada. 1999. a oli selge, et pärast Kukruse, Käva ja Jõhvi kaevanduse sulgemist lõpetatakse töö ka Tammikus, Sompas ja mujalgi, ning eelmainitud Jõhvi allmaa-veekogum laieneb. Siis tekiski idee arendada Gazizovi mõtet edasi märksa laiema eesmärgiga. Tehti ettepanek tekitada allmaa-hüdroelektrijaam [2]. Teame, et Venemaa Jaanilinna hüdroelektrijaam töötab Narva jõe veega, millest 31 % tuleb Eesti valgalalt. Seega Narva jõe keskmisest vooluhulgast (400 m3/s) kuulub 120 m3/s Eestile. Kui me oma osa Venemaalt kätte ei saa, võiks hakata oma hüdroelektrijaama ehitama. Kuhu? Peipsi vee tase on 30 m kõrgem kui Soome lahes. Peipsi järve ja Soome lahe vahele alale jääb tulevikus üle kolmesaja miljoni kuupmeetreid ammendatud allmaaõõnsusi. Kui nood pärast põlevkivi kaevandamise lõpetamist ühendada Peipsiga, saaks survelise vee tuua Soome lahele lähemale. Selleks tuleks rajada 20 km tunneleid Peipsist Estonia kaevanduseni ja hoolitseda, et sealt pääseks vesi edasi (Joonis 2). Peipsist tulevate tunnelite summaarne põiklõige oleks 120 m2. Estoniast põhja poole, Viru kaevandusse võiks rajada allmaa-hüdroelektrijaama ja sealt edasi 15 km tunneleid mereni. 1999. a hindades oli tunnelite rajamise maksumus 109 kr. Kuigi sellise hüdroelektrijaama võimsus oleks suurem kui kõigi teiste Eesti jõgede potentsiaal kokku, annaks allmaa-hüdroelektrijaam vaid 5 % Eesti elektrienergia vajadusest. Kuid kogusest palju olulisem on sellise jaama manööverdamis- ja energia akumuleerimisvõime. Energia akumuleerimine on kallis teenus, mida seni sisse ostame. Energia akumuleerimist läheb järjest enam vaja. Tuule- ja tuumaenergeetika arendamine ei ole ilma selleta mõeldav.

��



Joonis 2 Võimaliku allmaaelektrijaam põlevkivimaa põues [2] Ka see projekt ei saa kunagi teoks – idee on samavõrd lihtne kuivõrd keeruline oleks teostus. Projekti vastu on keskkonnakaitse tunneli mõlemas otsas – nii Peipsi kui ka Ontika pool. Allmaa-veekogumit häiriksid hüpoteetilised veelöögid, mis tekiksid varingutest veega täitunud kaevandustes [3]. Ja Venemaaga tuleks kokku leppida Peipsi vee kasutamine. Kuid kaeveõõntesse koguneva vee kasutamise idee on muutumas kinnisideeks. 2008. a aprillis, Eesti geoloogide traditsioonilisel kevadkogunemisel, kus tavakohaselt tehakse ka aprillinalju, tulime välja järjekordse hüdroelektrijaamaga, kasutades prognoositavas tulevikus suletavasse Narva põlevkivikarjääri kogunevat vett. Või veel parem – laste sealt läbi Narva jõe vett, milleks tuleks rajada vaid paarisajameetriline kanal jõeni (Joonis 3). See idee tuli tunduvalt tuumakam. Allmaakaevanduse akumuleeriv võime poleks suur, sest kolme meetri kõrgused allmaakaevandid mahutavad vähe. Karjääri kaevandite akumuleeriv maht on tunduvalt suurem, sest kaevikud on kuni 25 m sügavused. Ka ei tuleks karta veelööke. Ja vett ei pea laskma mitte looduskaunile Ontikale vaid tööstuslinna Sillamäele. Kanal sinna oleks ainult kaks korda pikem kui Laagna tee süvend Tallinnas, ehk küll kitsam ja sügavam. Kanali ehitamine karjäärist vabanevate ekskavaatoritega on võrreldamatult lihtsam kui tunnelite läbimine. Selle lihtsa idee teostamise keerukus peitub füüsikas. Kuigi Narva järvistu vee maht on suur, on kõrguste vahe väike. Normaalsed akumuleerivad hüdroelektrijaamad opereerivad vähemalt 300-meetrise kõrguste vahega. Sellise kõrgusevahega jaama tasub kavandada Maardu graniidikaevandusse (Joonis 4). Peipsi järve ja Soome lahe kõrguste vahe on kümme korda väiksem ja sellegi „sööb ära“ kanal Viivikonnast Sillamäele. Paisutatud veel ei ole survet, energiavoog on hõre2. Hõre energiavoog tähendab, et selle püüdmiseks peab kõrvuti töötama palju turbiine. Just nii nagu tehakse tuule püüdmiseks. Suurt hulka veeturbiine pole mõtet panna kitsale kanalile, nad tuleb panna kõrvuti pikale tammile. Sellest kasvabki välja veel uuem idee – loksutada Narva karjäärijärve vett üles-alla, ühest osast teise ja tagasi.

�� !��



32.7

33.0

35.834.5

33.4

34.4

28.1

33.1

33.6

31.9

29.2

31.2

28.9

28.0

26.0

24.9

23.0

24.1

1.9

25.831.2

26.4

26.6

24.9

29.6

30.0

31.0

32.4

30.8

28.4

29.4

27.6

40.6

32.6

30.1

37.4

39.0

82.3

84.6

43.6

32.4

35.2

34.2

32.9

33.4

37.0

29.9

34.0

30.6

36.1

33.0

35.3

31.1

34.0 41.0

32.9 33.0

33.932.6

33.5

31.5

32.1

31.5

32.0

30.7

5.4

30.3

29.8

26.6

27.8

27.7

27.4

26.628.6

28.927.0

32.8

31.135.3

31.8 32.7

32.7

30.1

30.0

31.8

7.2

30.8

14.0

24.7

35.2

32.5

31.2

30.9

34.4

29.3

35.0

31.5

32.6

34.4

36.3

36.0 37.6

37.9

34.9

33.6 30.9

36.0

36.0

35.338.1

33.7

35.8

39.6

37.0

41.639.0

38.8

39.237.8

35.6

35.7

34.4

35.3

36.7

35.0

36.0

35.9

35.4

38.9

38.3

35.6

36.9

35.8

36.6

36.0

37.4

36.7

37.6

35.8

40.5

40.9

38.4

43.9

40.7

38.9

38.1

37.7

39.9

38.3

38.1

38.738.7

38.6

40.2

41.5

43.8

42.9

35.1

41.1

41.3

43.9

39.7

40.2

39.6 37.4

43.2

48.347.0

26.0

28.9

24.9

27.5

27.7

30.9

28.9

27.4

28.8

30.5

29.9

31.6

28.9

33.0

30.8

31.9

32.8

31.9

31.7

31.0

32.6

29.7

31.8

35.0

32.3

34.0

38.934.7

37.9

37.4 34.8

33.6

38.1

34.3

36.2

35.1

35.5

41.0

40.9

43.0

46.444.3

42.3

48.0

42.9

42.4

41.9

41.5

��

��

��

��

��

��

��

��

�

��

Joonis 3 Narva põlevkivikarjääri moodustuva karjäärijärvestiku skeem võimaliku akumuleeriva hüdroelektrijaamaga



Joonis 4 Maardu graniidimaardla võimaliku kasutamise visandskeem [4] „Loksutav“ hüdroelektrijaam töötaks kaheks jagatud Narva karjäärijärvestiku vahel. Kui elektrit on palju, siis pumpaks vett alumisest basseinistikust ülemisse ja kui vähe, siis laseks ülemisel veel läbi turbiinide alla joosta. Elektrit on palju öösel, eriti, kui süsteemis on tuumajaam. Elektrit on palju ka paraja tuule ajal kui süsteemis on elektrituulikud. Elektrit on vähe hommikuti ja õhtuti ja tuulevaiksel ajal, etriti pakaselisel talvel. Võimalik, et selline jaam ei kasutagi Narva jõe vett, ei oleks vaja ka võimatuna tunduvaid läbirääkimisi Venemaaga vee kasutamise küsimustes. Suurim probleem selle lihtsa idee rakendamisel on põlevkivielektrikute jätkuv kava hankida Narva karjäärist kütust. Seniste kavade kohaselt veel kakskümmend aastat. Kuid ega tuumajaam ja massiline tuuleenergeetika ka enne teoks saa. Lõpetuseks – ideede voog ei ole hõre. Ka Maardu ammendatud fosforiidikarjäär on mahukate kaevikute kogum. Vee tase karjäärijärvedes on 30…32 m üle merepinna, kuid võiks olla mõnes kohas kuni 40 m. Ka seda vett võiks loksutada energiavoo pulseerimise silumiseks. Viitematerjal

1. Maksum S. Gaziziov. Karst ja tema mõju mäetöödele. Nauka, Moskva, 1971. 204 lk (vene k) 2. Alo Adamson, Enno Reinsalu, Arvi Toomik. Võimalikud protsessid suletud kaevandustes.

Mäeõigus ja mäeohutus, konverentsi ettekannete teesid ja artiklid, Tallinn, TTÜ mäeinstituut, 1999, lk 8…13

3. Enno Reinsalu, Arvi Toomik, Ingo Valgma. Kaevandatud maa, Tallinn, TTÜ mäeinstituut, 2002, 96 lk.

4. Alo Adamson, Enn Pirrus, 1994, Eesti oma graniit, Eesti Loodus, 280…282

Documents

New Reinsalu AKUMULEERIV HyDROELEKTRIJAAM · 2008. 10. 28. · füüsikalise geograafia oluline element. Meedia vahendab uudiseid Tallinna külje all olevatest Raku ja ... seepärast