Virzība uz zaļo enerģiju un atjaunīgo resursu izmantošanu ir visas pasaules darba kārtībā jau vairākus gadus. Īpaši aktuāls šis jautājums kļuva pēc Krievijas iebrukuma Ukrainā. Esot blakus tik agresīvam kaimiņam, Latvijai ir īpaši svarīgi apzināties un saprast, kā izveidot zaļo enerģētiku jeb drošu un ilgtspējīgu energoapgādes sistēmu. Par to plašāk latviešu zinātnieki no visas pasaules diskutēs V Pasaules latviešu zinātnieku kongresā, taču zaļās pārveides idejas viņi ieskicēja vēl pirms sēšanās pie apaļā galda.

 

“Zaļās pārveides atslēga ir resursi un enerģija,” uzskata Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) Elektrotehnikas un vides inženierzinātņu fakultātes profesors Gatis Bažbauers. “Izmantojot fosilos resursus, mēs baidījāmies, ka tie beigsies. Šobrīd, iespējams, mūs vairāk uztrauc piesārņojums, ko rada šo resursu izmantošana, piemēram, CO₂ emisijas atmosfērā. Fosilais izsīkstošais resurss ir krājums. Alternatīva ir atjaunīgie resursi, kas ir plūsma. Ja mēs esam pietiekami gudri, lai pielāgotu savu enerģijas patēriņu, tad mēs šo plūsmu varam izmantot bezgalīgi. Svarīgi ir rīkoties tagad, kamēr mums visi resursi, kā arī laiks un zināšanas vēl ir pieejami pietiekamā daudzumā. Ja nerīkosimies, varam nonākt ļoti spiedīgā situācijā, kad mums vairs nav ne laika, ne resursu.” Viņš uzsver, ka zaļās transformācijas kontekstā viens no atslēgas vārdiem ir pārveide: “Tas nozīmē, ka mums ir radikāli jāmaina veids, kā mēs izmantojam savus energoresursus, darbinām savu tautsaimniecību un kā mēs dzīvojam kā sabiedrība.”

 

Parastajam lietotājam par sarežģītu

Taču dzīve rāda, ka pārmaiņas nav vienkāršas. RTU Elektrotehnikas un vides inženierzinātņu fakultātes Vides aizsardzības un siltuma sistēmu institūta profesore Andra Blumberga uzsver, ka nekur pasaulē enerģijas taupīšana nav cilvēku prioritāte. “Tam ir vairāki iemesli,” viņa skaidro. “Jo sarežģītāks ir risināmais jautājums, jo cilvēkam vairāk ir jāsasprindzinās, lai to izprastu. Līdz ar to – jo ir vairāk šķēršļu, jo mazāka ir iespēja, ka cilvēks kaut ko darīs. Viss par un ap enerģijas taupīšanu un atjaunīgajiem resursiem ir sarežģīti. Īpaši, ja nav atbilstošas izglītības. Rezultātā cilvēks nolemj, ka viņš nedarīs tik sarežģītas lietas. Tāpēc ar politikas palīdzību ir jāmēģina šīs barjeras samazināt.” Tas ir viens no profesores A. Blumbergas pētījumu virzieniem – kādas iejaukšanās būtu nepieciešams veikt, lai stimulētu pārmaiņas cilvēku domāšanā? “Tehnoloģijas ir, turklāt daudz un dažādas. Taču cilvēki tās neizmanto. Un tehnoloģijām īsti nav jēgas, ja tās neizmanto. Šī problēma nav tikai Latvijā. Piemēram, Eiropā ir ēku renovācijas stratēģija. Realitātē viena gada laikā tikai aptuveni divos procentos no esošā ēku daudzuma kaut kas tiek darīts – vai nu notiek siltināšana, vai tiek realizēti citi pasākumi enerģijas taupīšanai. Tas ir ļoti maz,” saka profesore A. Blumberga.

 

Bet kāpēc energoefektivitāte ēkās ir tik svarīga? Galvenais iemesls – ēkas patērē enerģiju, kas ļoti bieži tiek ražota no fosilā kurināmā. To dedzinot, veidojas CO₂ izmeši, kas palielina globālās sasilšanas risku. Tāpēc ir jāsamazina fosilā kurināmā patēriņš. “Latvijai pilnīgi noteikti var palīdzēt atjaunīgie energoresursi, kas ir saule, vējš, ūdens. Vienmēr gan ir pretarguments, ka saule spīd tikai tad, kad spīd; vējš pūš tad, kad pūš; ūdens ir, kad ir. Ko darīt pārējā laikā? Atbilde ir akumulācija. Akumulācijas tehnoloģijas pēdējā laikā pasaulē ir ļoti strauji attīstījušās,” saka A. Blumberga.

 

Saules ir gana daudz

Lai gan saule nespīd visu laiku, tā ir efektīvs enerģijas iegūšanas veids, un pieprasījums pēc saules paneļiem ir milzīgs. “Saules paneļu ražošanas apjoms pēdējo 10 gadu laikā ik gadu ir audzis par 30 % gadā,” teic fiziķis profesors Pauls Stradiņš, kurš šobrīd strādā ASV un ir pielicis roku pie saules paneļu tehnoloģiju attīstīšanas. “2022. gada beigās mēs nonācām punktā, kur kopējā uzstādīto saules paneļu kapacitāte pārsniedz vienu TW. Visā pasaulē vidēji nepārtraukti elektrība tiek saražota 2,8 TW apjomā. Viens TW ir 1000 GW. Savukārt viens GW ir apjoms, ko vidēji pastāvīgi saražo un patērē Latvija. Precīzāk – 0,8 GW. Vienu GW enerģijas spēj ģenerēt viena liela spēkstacija. Ja mēs minēto apjomu sadalām uz cilvēku, Latvijā viens cilvēks patērē aptuveni 400 W elektrības nepārtrauktā režīmā. Tas ir tikai nedaudz vairāk kā vidēji pasaulē. Tātad, ja vidēji kopējais saražotais enerģijas apjoms ir 2,8 TW, varētu likties, ka mums jau trešo daļu nodrošina saules enerģija. Tomēr tā gluži nav. Tā ir maksimālā jauda, kad saule spīd tieši virsū paneļiem. Ja gribam iegūt vidējo rādītāju, mums apjoms ir jādala aptuveni ar pieci. Latvijas gadījumā – ar septiņi vai astoņi.”

 

Šobrīd saules paneļu ražošanā dominē silīcijs, kas tiek izmantots 95 % no visiem saražotajiem paneļiem. “Neizskatās, ka tuvākajā nākotnē kāda cita tehnoloģija to varētu aizstāt, jo citas nav vēl attīstītas pat tiktāl, lai varētu ieņemt nišas tirgu. Silīcija tehnoloģija ir attīstījusies ļoti strauji tieši pēdējo 10 gadu laikā. Agrāk saules paneļu silīcija šūnu efektivitāte bija aptuveni 18 %. Pirms pieciem gadiem tehnoloģiju nomainīja cita – labāka. Tagad mums ir šūnas, kas ir līdz 24 % efektīvas. Nākamā tehnoloģija, kura tagad ļoti masīvi sāk uzņemt apgriezienus un kuras pētīšanā es pirms 10 gadiem piedalījos, ir balstīta uz vēl efektīvākiem silīcija slāņiem. Tur mēs jau varam runāt par 26 % efektivitāti,” stāsta P. Stradiņš. Profesors Stradiņš gan norāda, ka šīs tehnoloģijas attīstība nevar ilgt mūžīgi, jo ir fundamentāla robeža, kas nosaka – vienas vienpakāpju šūnas efektivitātes maksimums var būt 30 %. Risinājums ir radīt daudzpakāpju šūnas. “Tās jau pašlaik ir 47 % efektīvas (fokusētā jeb koncentrētā saules gaismā). Parastā saules gaismā tās ir līdz 39,5 % efektīvas. Salīdzinājumā silīcijam parastā saules gaismā efektivitātes robeža ir ap 30 %. Taču daudzpakāpju šūnas ir arī ļoti dārgas. Šobrīd tās izmanto kosmosā satelītos, kur ir vajadzīga ļoti liela efektivitāte. Paredzams, ka nākotnē šīs ļoti efektīvās šūnas varētu izmantot, piemēram, pārklājot ar tām elektromobiļus. Japānas autoražotāji jau tagad ar to eksperimentē. Jā, tas ir dārgi, bet viņi apgalvo, ka, izmantojot šīs 35 % efektīvās daudzpakāpju šūnas, ir iespējams nobraukt līdz 50 km dienā bez uzlādes,” stāsta profesors Stradiņš piebilstot, ka esošās tehnoloģijas būs aktuālas vēl apmēram 10 gadus.

 

Mūs sagaida pasaules elektrifikācija

Minētais piemērs ar elektriskajiem auto, kas jau tagad ir gana pieprasīti, liecina par tendenci. Pasaulē aizvien vairāk būs jādomā par to, kā ražot aizvien vairāk elektrības. “Zaļā pāreja ir saistīta ar atteikšanos no fosilā kurināmā. Alternatīva ir visu pārvērst elektrībā, kas ir daudz efektīvāks enerģijas veids. Daudz efektīvāks nekā fosilās degvielas. Piemēram, elektroauto lietderības koeficients ir 85‒91 %, savukārt iekšdedzes dzinējam tikai 24 %. Tā ir ļoti liela atšķirība. Tāpat ēku apsildīšanā. Protams, ja elektrību mēs vienkārši pieslēdzam un izmantojam, piemēram, siltuma iegūšanai radiatoros, tas ir dārgi. Ja mēs radiatoru vietā uztaisām siltumsūkni, mēs nevis elektrību pārvēršam siltumā, bet ar elektrības palīdzību pumpējam siltumu no ārpuses uz savas ēkas iekšpusi. Un mēs patērējam trīsreiz mazāk enerģijas, lai dabūtu to pašu siltumu, ko varētu, ja izmantotu radiatorus. Ja mēs masīvi elektrificējam visu pasaules ekonomiku, mums elektrības ražošana ir vismaz jādivkāršo, ja ne jātrīskāršo,” uzskata profesors Stradiņš.

 

Profesors uzsver – lai Latvija justos droši šādos apstākļos, būtu vajadzīgs saražot vēl aptuveni GW enerģijas, kas būtu sasniedzams mērķis. “Ir vajadzīga koordinēta pieeja. Arī cilvēka prāta līmenī – to pieņemt un arī pašam sistēmu uzstādīt vai vienkārši atbalstīt tās uzstādīšanu. Vairāk hidroelektrostaciju mēs nevaram uzbūvēt. Būtu pat labi, ja mēs no tām kaut kad varētu tikt vaļā. Tad paliek saule un vējš. Vējš ir ļoti labs resurss. Īpaši Baltijas jūrā. Tas ir lēts enerģijas veids. Vēl, protams, variants ir kodolenerģija, kas ir ļoti pretrunīga. To principā neuzskata par atjaunojamu. Vienīgā priekšrocība – nav CO₂ izmešu, bet ir ierobežoti resursi, cik daudz kodoldegvielas mēs varam iegūt . Un ir arī atkritumu un drošības problēma. Saules un vēja enerģijas galvenās priekšrocības ir, ka tās ir izkliedētas jeb decentralizētas. Tas nozīmē, ka katastrofas gadījumā ir ļoti grūti šo infrastruktūru iznīcināt. Ja ir viena spēkstacija un to iznīcina, tad viss apstājas. Bet, ja ir saules enerģija katrai mazpilsētai un ciematam, tas ir izteikti decentralizēts tīkls, ko ir ļoti grūti sagraut vai sabojāt. Turklāt – ja kaut kas nojūk, var paņemt no cita,” situāciju ilustrē profesors Stradiņš.

 

Arī kodolenerģētikai ir savi atbalstītāji

Kodolenerģijas ražošana noteikti ir pretrunīgākā enerģijas ražošanas forma, kurai gan ir arī savi atbalstītāji. Piemēram, Andris Šternbergs, kurš aicinās par kodolenerģētikas lomu Latvijas energoapgādē diskutēt arī Pasaules latviešu zinātnieku kongresā: “Mums ir jāskatās kopumā uz enerģijas ražošanas ēdienkarti. Ir svarīgi katrai valstij pašai to nodrošināt. Tāpēc kodolenerģijas esamība par sliktu nenāk. Tā ir tāda enerģija, ko mēs varam iegūt jebkurā vietā uz Zemes neatkarīgi no saules un vēja. Tā ir zaļa un ilgtspējīga.” Viņš gan piebilst, ka vienai Latvijai būvēt kodolreaktoru būtu nesamērīgi dārgi. Risinājums ir tādu radīt Baltijas valstu līmenī, un par tādu ieceri ir iepriekš diskutēts. Iniciatori ir bijuši igauņi. “Tas būtu milzīgs projekts, kam jāsāk gatavoties jau tagad. Ir jāsagatavo infrastruktūra, jādomā par atkritumu glabāšanu. Ja mēs saņemtos un būtu nauda, kodolreaktors varētu būt gatavs uz apmēram 2045. gadu,” uzskata A. Šternbergs.

 

Raksts tapis Izglītības un zinātnes ministrijas īstenotā ERAF projekta Nr. 1.1.1.5/17/I/002 “Integrētie nacionālā līmeņa pasākumi Latvijas pētniecības un attīstības interešu pārstāvības stiprināšanai Eiropas pētniecības telpā” ietvaros