3.1. Euroopa ja Eesti elektrisüsteemi ülevaade

3.1. Euroopa ja Eesti elektrisüsteemi ülevaade

Euroopa elektrisüsteem koosneb ühendelektrisüsteemidest, mis on allpool loetletud nende suuruse järjekorras (vt joonis 1):

  • Mandri-Euroopa ühendelektrisüsteem, endine UCTE haldusala;
  • Põhjamaade ühendelektrisüsteem, endine NORDEL-i haldusala;
  • Suurbritannia elektrisüsteem, endine UKTSOA haldusala;
  • Iirimaa elektrisüsteem, endine ATSOI haldusala;
  • Baltimaade elektrisüsteem, endine BALTSO haldusala, mis on sünkroonühenduses Venemaa ühendelektrisüsteemiga (IPS/UPS);

Joonis 1

Sagedusala on regioon, kus riikide elektrisüsteemid on omavahel ühendatud vahelduvvooluühendustega ning töötavad samal sagedusel. Joonisel 1 näidatud Euroopa sagedusalad on jagunenud vastavalt ülekandesüsteemi juhtimise eeskirjale koormuse-sageduse juhtimise piirkondadeks (load-frequency block (LFC blokid)). LFC blokid jagunevad omakorda LFC aladeks ja need omakorda monitooringu-aladeks, taoline hierarhia on toodud Joonis 2. Selleks, et kõik need erinevad osad sagedusalas ja LFC blokkides töötaksid häirimatult, on oluline, et süsteem on hästi ühendatud ja ühendused oleks piisava läbilaskevõimsuse ja töökindlusega. Suures elektrisüsteemis vahelduvvoolu kaablitega ühenduses olemine võimaldab kasu saada sellest, et väikesed avariid oluliselt ei mõjuta elektri kvaliteeti, kuid see eeldab omakorda, et enne väiksemate elektrisüsteemide liitmist on nendel ka iseenda stabiliseerimise võimekus, et vältida avariid, mis võib edasi kanduda ka naaberelektrisüsteemidesse.

Joonis 2

Kui praegu kuulub Eesti koos Läti ja Leeduga Venemaa ühendsüsteemi, siis plaanide kohaselt alates 2026. aastast kuulub Eesti LFC alasse Balti LFC blokis Kesk-Euroopa sagedusalas.

3.1.1. Eesti põhivõrk

3.1.1. Eesti põhivõrk

Elering haldab 110-330 kV kõrgepingel liine, mis ühendavad terviklikuks energiasüsteemiks Eesti suuremad elektrijaamad, jaotusvõrgud ja suurtarbijad. Elering opereerib lisaks Eesti sisevõrgule ka piiriüleseid ühendusi Soome, Läti ja Venemaaga. Eesti elektrisüsteem töötab sünkroonselt Venemaa ühendatud energiasüsteemiga (IPS/UPS), millega ollakse ühenduses 330 kV vahelduvvoolu ülekandeliinide kaudu. Eestil on kokku kaheksa ühendust naaberriikidega (Joonis 3):

  • Kaks alalisvoolu ühendust, EstLink 1 ja EstLink 2, ühendavad Eestit ja Soomet;
  • Eesti ja Läti vahel on kolm vahelduvvoolu ühendust;
  • Eesti ja Venemaa vahel on kolm vahelduvvoolu ühendust, kaks Narva juures ning kolmas Pihkva juures.

EstLink 1 ühendus alustas tööd 2006. aasta lõpus ja algselt rentisid Elering ja Fingrid merekaablit selle omanikelt Nordic Energy Link-ilt ja N.E.L. Finland Oy-lt (mille omanikeks olid Eesti Energia 39,9, Latvenergo 25, Lietuvos Energijos Gamyba 25 ja Finestlink 10,1 protsendiga). 2013. aasta sügisel lõpetasid Elering, Fingrid ja Nordic Energy Link kõnelused Eesti-Soome esimese elektriühenduse EstLink 1 omandi üle. Vastavalt allkirjastatud lepingule läks EstLink 1 2013. aasta 30. detsembrist üle süsteemihalduritele Elering ja Fingrid. 2013 aasta 6. detsembrist on turul kasutuses Eleringi ja Fingridi ehitatud EstLink 2. Seoses uue alalisvooluühendusega rekonstrueeriti 2014. aastal ka Eesti-Püssi ja Balti-Püssi 330 kV õhuliinid.

Pärnu ja Tartu koormuspiirkondade kindlamaks varustamiseks valmis 2014. aastal Tartu-Viljandi-Sindi 330 kV liin. 2021. aasta 1.jaanuaril valmis Harku-Lihula-Sindi liin, mis on osa Eesti-Läti kolmandast ühendusest. Sellega suurenes ülekandevõimsus ligikaudu 600 MW ja võimaldab tulevikus desünkroniseerimist Venemaa ühendelektrisüsteemist. Nagu eelnevalt mainitud opereerivad süsteemihaldurid hinnapiirkondadevahelisi ühendusi, sellega kaasneb süsteemihalduritele ka kogu vastutus ühenduste töökindluse tagamise ning kadude katmise eest.

Joonis 3

3.1.2 Regionaalne elektrisüsteem

3.1.2 Regionaalne elektrisüsteem

Eesti ning Baltikum tervikuna on naaberriikidega elektriliselt hästi ühendatud. Euroopa elektrituruga ühendavad Baltikumi lisaks EstLinkidele ka Leedu ühendused Rootsiga (NordBalt) ja Poolaga (LitPol). Ühendused Soomega on kokku 1016 MW, Poolaga 500 MW ja Rootsiga 700 MW. Teiste turupiirkondade ühenduste läbilaskevõimed on näha joonisel 4.

Joonis 4

Arendatud ajalooliselt osana Venemaa elektrisüsteemist, on Balti riikide elektrisüsteemidel mitmed ühendused ka Venemaa ja Valgevenega. Hetkel on Baltimaade elektrisüsteemi sagedus seotud jäigalt Venemaa ühendenergiasüsteemi (IPS/UPS) sagedusega. Eesti elektrisüsteem kuulub koos Läti, Leedu, Vene ja Valgevene elektrisüsteemidega koostööorganisatsioon BRELL, mille raames toimub koordineeritud süsteemi opereerimine. Energiakaubandust Venemaaga ei toimu.

 

Desünkroniseerimine Venemaa elektrisüsteemist

 

Järgnevate aastate peamine fookus on sünkroniseerimine Mandri-Euroopa sagedusalaga, et maandada Venemaa sünkroonalasse kuulumisest tulenevaid riske. 2026. aastaks sünkroniseeritakse Eesti, Läti ja Leedu elektrisüsteem Kesk-Euroopa sünkroonalaga läbi Leedu ja Poola vaheliste ühenduste. Baltimaade elektrisüsteemi desünkroniseerimine IPS/UPS elektrisüsteemist ja sünkroniseerimine Mandri-Euroopa sagedusalaga on taristu ja kompetentside arendamise seisukohalt ning selle ühiskondlikku mõju arvestades märkimisväärne väljakutse. Projekti edukas teostus tagab Baltimaade pikaajalise varustuskindluse, sõltumatuse kolmandatest riikidest, võimekuse vajadusel iseseisva sünkroonalana talitleda ning Eesti energiamajanduse konkurentsivõime. Arvestades sünkroniseerimise kaalu, keerukust ja mõju regiooni energiamaastikul, võeti projekt Euroopa Liidu strateegiliselt tähtsate ühisprojektide nimistusse juba 2013. aastal.

Sünkroniseerimine läheb Balti riikidele ja Poolale kokku maksma ligikaudu 1,6 miljardit eurot, millest Eesti osa on 298 miljonit eurot. Investeeringud jagunevad kolme etappi ning Euroopa Komisjoni seatud kõrge prioriteetsuse tõttu rahastatakse projekte maksimaalse 75% ulatuses Connecting Europe Facility (CEF) vahenditest. Ülejäänud 25% vajaminevatest investeeringutest tagatakse Eestis Ülekoormustulu Fondist (ÜKT). Esimese rahastusetapi investeeringute kogumaht Balti riikides on ligikaudu 430 miljonit eurot ja Eestis 187 miljonit eurot. Eestis rekonstrueeritakse esimese faasi raames sisemaiseid elektrivõrke, muuhulgas 330-kilovoldised kõrgepingeliinid L300 Balti-Tartu, L301 Tartu-Valmiera ja L353 ViruTsirguliina ning ehitatakse esimene sünkroonkompensaator Püssi. Balti riikides ja Poolas on investeeringute teise etapi maht ligikaudu 700 miljonit eurot, millest Eesti osa on ligikaudu 74 miljonit eurot. Teise faasi investeeringuobjektideks on kahe sünkroonkompensaatori rajamine Kiisa ja Viru alajaamadesse. Kolmanda faasi investeeringute kogumaht on Balti riikides ja Poolas 230 miljonit eurot. Eestis on kolmanda faasi investeeringute kogumaht 36 miljonit eurot, millega uuendatakse juhtimiskeskuse IT-, juhtimis-ja seiresüsteeme, EstLink 1 ja 2 merekaablite juhtimis-ja kontrollsüsteeme ning tõstetakse alajaamade toimepidevust.

Mandri-Euroopa sünkroonalas töötamiseks toovad süsteemihaldurid elektriturule uued tooted, mis annavad turuosalistele võimaluse uute teenuste pakkumiseks. Sellisteks teenusteks on näiteks sageduse hoidmise reservi teenus ja automaatne sageduse taastamise reserv.

Joonis 5

 

Läänemere energiavõrk

 

Elering on koos Läänemere riikide TSO-dega Fingrid Oyj, Affärsverket Svenska Kraftnät, Energinet SOV, 50Hertz Transmission GmbH, AS Augstprieguma tīkls ja Litgrid AB allkirjastanud ühiste kavatsuste protokolli, et alustada ühiseid võrguühenduste uuringuid ja teostatavusuuringuid Läänemere energiavõrgu projekti Baltic Offshore Grid Initiative (BOGI), mille eesmärk on panustada varustuskindlusesse kliimaneutraalsel moel.

Taastuvenergia 2050 eesmärgiks on kliimaneutraalsus (vt peatükk 2.1). Suurima potentsiaaliga Läänemere piirkonnas on meretuuleenergia, kuna just meretuule toel tehtav energiapööre oleks tarbijale kõige odavam. Läänemerel on tänu mitmetele soodsatele eeltingimustele meretuuleparkide arengu vallas suur potentsiaal – madalad veed, tugevad tuuled ja lühikesed vahemaad kallasteni. Selle potentsiaali kasutamiseks on otstarbekas luua Läänemere-äärseid riike ning meres paiknevaid ja rajatavaid tuuleparke ühendav mere-energiavõrgustik. See annaks võimaluse panustada kliima- ja energiapoliitika eesmärkide saavutamisse, turgude senisest suuremasse integreerimisse ja panustada nii riikide kui ka regiooni kui terviku varustuskindlusesse.

2022. aastal on Läänemerel installeeritud tuulevõimsusi 2,2 gigavatti (GW) ning roheenergeetika arvestuslik kogupotentsiaal on üle 90 GW. Selle potentsiaali maksimaalseks kasutamiseks on otstarbekas luua riike ühendav mere-energiavõrk – uuenduslik ja tõhus viis avamere tuuleparkide ja seeläbi erinevate turgude omavaheliseks ühendamiseks. Läänemere tuuleenergia kogupotentsiaali rakendades oleks võimalik selle energiahulgaga katta kolmandiku kõigi Läänemere-äärsete riikide aastasest elektrienergia vajadusest.

Kui riikide elektrisüsteemid on omavahel senisest veelgi tugevamalt kokku ühendatud, aitab see tagada omakorda nii energia tootmise ja tarbimise paindlikkust ja stabiilsust kui seeläbi ka piirkonna riikide varustuskindlust. Ühtne mere-energiavõrk loob võimaluse ka uutele tehnoloogiatele nagu nt vesinikuenergeetika, mille arenguga tekiks võimalus energiat salvestada ja vajadusel eri riikide vahel suurtes kogustes transportida.

Joonis 6

[1] 2 https://www.nordpoolgroup.com/globalassets/download-center/tso/max-ntc.pdf


3.1.3 Varustuskindluse tagamine

3.1.3 Varustuskindluse tagamine

Euroopa energiapoliitika üks nurgakivi on varustuskindlus – see on süsteemi võime tagada tarbijatele nõuetekohane elektrivarustus. Elektri varustuskindlus tugineb neljal sambal (joonis 7). Varustuskindluse komponendid on lahti seletatud järgnevalt:

  • Juhtimise võimekus – võimekus hoida elektrisüsteem tervikuna töös ning tulla toime häiringute ja avariidega. Tagada piisav kogus reservvõimsusi. 
  • Võrgu võimekus – ülekandevõrgu võimekus tagada elektrienergia jõudmine tarbimiskeskustesse, tulla toime enamlevinud riketega võrgus ja tagada nende kiire lahendamine. Elektri jõudmise eest lõpptarbijani vastutavad kohalikud jaotusvõrgud. 
  • Süsteemi võimekus – võimekus tagada elektritootmise olemasolu koos piisavate välisühendustega, et tootmine ja tarbimine oleks elektrisüsteemis igal ajahetkel tasakaalus. 
  • Digitaalne võimekus – võimekus automatiseerida ja tõhustada ettevõtte äriprotsesse, tagades süsteemi igapäevase juhtimise ja varutuskindluse ka suurenevate küberohtude keskkonnas.
Joonis 7
 
Kõige olulisem elektrituruseadusega Eleringile kui Eesti süsteemihaldurile pandud ülesanne on varustuskindluse tagamine, mis on ka ettevõtte missiooniks. Hindamaks varustuskindluse olukorda, koostab Elering igal aastal varustuskindluse aruande3, milles analüüsib varustuskindluse kõiki aspekte ning annab hinnangu varustuskindluse olukorrale kuni 15 aastat ette.
 

Eleringi hinnangul tuleb Eesti elektrilist varustuskindlust vaadelda regionaalses perspektiivis ning seda kohalike tootmisvõimsuste ja ülekandevõimsuste koosmõjus. Praegu on riikidevahelised ühendused ning tootmisvõimsused naabersüsteemides piisavad, et tagada Eesti elektrisüsteemi toimimine ka olukorras, kus tarbimine kasvab kiiremini kui prognoositud või olemasolevad tootmisseadmed suletakse enne prognoositud aega. Eelduseks naabersüsteemide tootmisressursside kasutamisele on toimiv regionaalne elektriturg, mis võimaldab elektrienergia takistamatut liikumist üle riigipiiride.

Juhul, kui analüüsid tuvastavad, et Eestis on tulevikus varustuskindlusega probleeme ehk elektrijaamu on puudu, võetakse kasutusele riiklikud meetmed, mis garanteerivad puuduolevate tootmisseadmete lisandumise.

Oluline on märkida, et varustuskindluse koha pealt on loomulik, et tekivad ka kõrgete hindadega perioodid – see annab tarbijale signaali vähem tarbida ja tootjatele signaali, et uue jaama ehitamine on majanduslikult mõistlik. Kõrge hind ei tähenda, et varustuskindlus ei ole tagatud.


3 Varustuskindluse aruanded on leitavad Eleringi veebilehelt: https://elering.ee/varustuskindluse-aruanded

3.1.4. Tegevuskava elektrisüsteemi võimekuse probleemide korral

3.1.4. Tegevuskava elektrisüsteemi võimekuse probleemide korral

Elering analüüsib igapäevaselt järgmiseks päevaks, et süsteemi võimekus oleks tagatud ja Eesti elektrisüsteemi sisenev toodetud elekter kataks planeeritud tarbimise. Kui siiski väga halbade juhuste kokkulangemisel peaks tekkima olukord, kus turule pakutud elektritootmine ei kata kogu tarbimist (näiteks avarii mitmes elektrijaamas korraga talvise tiputarbimise ajal), on Eleringil kindlatest sammudest koosnev tegevuskava, millega välditakse sageduse suuri kõikumisi, mis võivad lõpuks viia süsteemi kustumiseni.

  • Esimese sammuna jälgitakse päevasisese turu toimimist, kus elektrimüüjad saavad täiendavalt elektriga kaubelda, et korrigeerida tootmist, seda suurendades või vähendades vastavalt vajadusele, et saavutada süsteemi tasakaal.
  • Kui päevasiseselt turult ei õnnestu puudujäävat elektrit hankida, siis on järgmiseks etapiks reservide turg, kust süsteemihaldurid, Eestis Elering, saavad elektrit hankida.
  • Kui ka reservide turult ei suudeta hankida puudujäävat tootmist, on Eleringil lisaks olemas Kiisa avariireservelektrijaamad, mida saab käivitada nii avariide korral kui ka siis, kui puudujäävat elektrit ei ole suudetud hankida ei päevasiseselt ega ka reservide turult.
  • Viimase sammuna, kui eelnevad meetmed ei ole süsteemi tasakaalu taganud, hakatakse piirama tarbimist. Piiramist teostatakse teadlikult ja kontrollitult. Esmalt näeb Elering süsteemihaldurina, kui palju elektrit on kogu süsteemis puudu. See info edastatakse Eesti suurimale jaotusvõrgule Elektrilevile, kes katkestab osade tarbijate elektri, välistades elutähtsate teenuste pakkujad ja püüdes piiratud tarbijaid mõnetunnise vahe järel roteerida.