Gaisma — no vēja, benzīns no rapšiem (17)

Cilvēce šobrīd tērē ap 3 miljardus tonnu naftas un 2 miljardus kubikmetru gāzes gadā. Par to, cik ilgam laikam pietiks to krājumu uz Zemes, aprēķini ir visdažādākie — no apmēram 100–150 gadiem līdz pat enerģētiskajai krīzei jau šajā desmitgadē. Piemēram, Nobela prēmijas laureāts fizikā Žoress Alfjorovs domā, ka pie pašreizējā patēriņa tempa naftas krājumi būs tuvu izsmelšanai 40–50 gadu laikā, gāzes — 60–70 gadu laikā, bet ogļu pietiks 300–400 gadiem. Atomelektrostacijām lētā urāna pietiks vēl apmēram 120 gadiem. Amerikas naftas institūts uzskata, ka 95% pieejamo naftas atradņu būs izsmeltas 56 gadu laikā, tātad mums palikuši 30–50 gadi aizvietotāju atrašanai. Tiktāl to varētu uzskatīt par labajām ziņām — mūsu mūžam pietiks. Tagad nāk sliktās. Svarīgākie vārdi, kam pievērst uzmanību, ir "pašreizējais patēriņa temps". Problēma ir tā, ka nekāda pašreizējā patēriņa tempa nav — enerģijas patēriņš katru gadu palielinās par 3% un tātad dubultojas katrus 23 gadus. To nosaka trešās pasaules valstu vēlme tuvināt savu dzīves līmeni attīstīto valstu standartiem, kas neizbēgami saistīta ar enerģijas patēriņu. Kalifornijas Tehnoloģiskā institūta direktora vietnieks fiziķis Deivids Gudsteins savā nesen iznākušajā grāmatā Benzīns beidzies: naftas laikmeta beigas teic, ka enerģētiskā krīze ir tuvāk, nekā visi domā — tā sāksies nevis brīdī, kad no zemes tiks izsūknēts pēdējais naftas piliens, bet gan tad, kad tiks sasniegts augstākais iespējamais naftas un gāzes ieguves punkts — jau dažus mēnešus vai varbūt gadu pēc tam, turpinot pieaugt enerģijas patēriņam pasaulē, ko vairs nespēs apmierināt naftas un gāzes industrija, sāksies krīze. Kā tas izpaudīsies, grāmatas autors ilustrē ar 1973. gada krīzes piemēru, kad arābu valstu boikota un panikas rezultātā benzīna cena īsā laikā četrkāršojās, bet rindas pie uzpildes stacijām izstiepās pat divu kilometru garumā. Gudsteins uztraucas, ka cilvēcei šobrīd nav skaidras izpratnes par tamlīdzīgu situāciju un nav arī vadlīniju, meklējot alternatīvas. Visas šobrīd apspriestās alternatīvas pastāv tikai kā prototipi, un neviens nav pierādījis, ka tās spēs funkcionēt globālās ekonomikas līmenī. Turklāt runa jau nav tikai par transportu. No naftas ražo 90% ķīmiskās rūpniecības izstrādājumu — medikamentus, minerālmēslojumu un pesticīdus, plastmasas, krāsas un audumus. Pilsētas jāpārveido tā, lai cilvēki dzīvotu tuvu darbavietām, apgalvo autors, un jāpadara vēl daudzas citas lietas enerģijas patēriņa samazināšanai. Objektīvi vērtējot, nav jau tā, ka nekas netiktu darīts. Izmisīgi tiek meklēti jauni enerģijas avoti — slāneklis, kūdra, naftas smiltis, koksne, lauksaimniecības atkritumi. Lielas cerības tiek saistītas ar kodoltermisko enerģiju, ūdeņraža un Saules enerģijas izmantošanu. Ūdeņradis — transporta degviela Transporta lielā cerība šobrīd ir pieminētais ūdeņradis. Tas dabā dažādu savienojumu veidā ir praktiski neierobežotā daudzumā, un ūdeņraža sadegšanas procesā veidojas pilnīgi nekaitīgs produkts — ūdens. Vēl viena vērtīga ūdeņraža īpašība ir tā, ka tas krasi paaugstina iekšdedzes dzinēju lietderības koeficientu. Pašlaik benzīna dzinējiem tas ir 30%, dīzeļiem — 45%, bet motoriem, kas darbojas ar gāzi — 50%, savukārt ūdeņraža dzinējiem tas būs 75%. Tiek prognozēts, ka automašīna varēs nobraukt 100 km ar 0,81 kg ūdeņraža. Ūdeņraža praktiskā izmantošana automašīnās saistīta ar t.s. degvielas elementiem vai šūnām — jau diezgan pasen izgudrotām iekārtām, kas iegūst elektrību no ūdeņraža un skābekļa savstarpējās reakcijas (degšanas). Lielākie šķēršļi ūdeņraža izmantošanā šobrīd ir tā dārdzība — viena kilograma ūdeņraža iegūšanai šobrīd jāpatērē enerģija, kas līdzvērtīga 4–6 kg naftas. Pat visoptimistiskākās prognozes neparedz, ka lētu ūdeņradi izdosies ražot no tā acīmredzamākā avota — ūdens — agrāk par 2030. gadu. Līdz tam laikam ūdeņradi paredzēts ražot no dabasgāzes, kas draud ar atkarību no gāzes piegādātājiem. Bez tam arī paši degvielas elementi šobrīd vēl ir ļoti dārgi. Tomēr jebkurš jauns enerģijas veids savā attīstībā ir saskāries ar šīm problēmām un gan dažādu valstu valdību, gan enerģētikas un automašīnu ražošanas uzņēmumu tērētie milzīgie līdzekļi ūdeņraža projektiem praktiski garantē, ka trīdesmitgadnieki un četrdesmitgadnieki paspēs pabraukāt arī ar ūdeņraža mašīnām. Eiropa sasprindzina muskuļus Arī Eiropa ūdeņraža jomā pieliek lielus pūliņus, jo ES pašreiz importē 50% enerģijas, bet pēc ceturtdaļgadsimta šis rādītājs var sasniegt pat 70%, radot ļoti nestabilu situāciju. Alternatīvu ES saskata ūdeņraža ekonomikā un atjaunojamajos enerģijas avotos. Šā gada janvārī Eiropas Komisijas prezidents Romāno Prodi atklāja Eiropas ūdeņraža un degvielas elementu tehnoloģisko platformu — mehānismu, kas ļauj apvienot interesentus no visām sabiedrības daļām — zinātniekus, uzņēmējus, rūpniekus, politiķus utt. Platformas mērķis ir izstrādāt vienotu skatījumu uz ūdeņraža ekonomikas ilgtermiņa perspektīvām, radīt apstākļus nozares attīstības stratēģijas un rīcības programmas radīšanai. Par ES interesi liecina pētījumu finansējums šajā jomā — ja 1988.–1992. gadā šai programmai tika izdalīti 8 milj. eiro, tad piecus gadus vēlāk šī summa jau bija 150 milj. eiro, bet līdz 2006. gadam šim mērķim paredzēts izlietot 300 milj. eiro. Tas nebūt nav viss. Eiropas izaugsmes iniciatīvas apakšprogrammā, kas paredzēta infrastruktūras un sabiedrisko būvju vajadzībām, desmitgadīgajai pētījumu programmai, kas veltīta ūdeņraža ražošanai un izmantošanai, paredzēti vēl 2,8 miljardi eiro. Saskaņā ar ES plāniem jau 2010. gadā sērijveidā jāsāk ražot mašīnas, kas brauc ar ūdeņradi vai arī ražo to pašas, kā arī jāuzbūvē pirmās ūdeņraža uzpildes stacijas. Paredzēts, ka 2020. gadā ūdeņraža automašīnas kļūs konkurētspējīgas, jo degvielas elementi palētināsies. Šajā laikā būtiska ūdeņraža daļa jau jāražo no atjaunojamajiem resursiem — ūdens vai biogāzes. Paredzēts, ka 2030. gadā ūdeņraža lietošana automašīnās jau būs izdevīgāka nekā benzīna vai dīzeļdegvielas lietošana, bet būtisku elektroenerģijas daļu ražos mājās ar degvielas elementu palīdzību. 2040. gadā paredzēts, ka ūdeņraža enerģētika jau dominēs, bet pašu ūdeņradi pilnībā ražos nevis no dabasgāzes, bet gan no atjaunojamajiem resursiem. 2050. gadā ūdeņradi izmantos kā degvielu lidmašīnās. Degvielas plantācijas Otra tuvākā transporta degvielas cerība ir biomasa jeb no augiem iegūstamās eļļas, spirti vai citas vielas, kuras var vai nu pievienot parastajai degvielai, vai arī izmantot tās vietā. Pašreizējie eksperimenti liecina, ka no hektāra piemērotu augu var iegūt apmēram tonnu degvielas, taču šis nu ir gadījums, kad biotehnoloģijas un ģenētiskās modifikācijas varētu paaugstināt ražību 2–3 reizes. Nākotnē degvielu varētu ražot miljoni hektāru mazvērtīgo lauksaimniecības zemju. Praktiskajā aspektā šajā jautājumā vistālāk ir tikusi Brazīlija, kurā, pārstrādājot cukurniedru atkritumus, tiek ražots etilspirts, kas nodrošina apmēram 25% no valstij nepieciešamā degvielas daudzuma — ar to brauc visi autobusi lielajās pilsētās Sanpaulu un Riodežaneiro, kā arī daudz vieglo automašīnu. ASV eksperimentē ar kukurūzas spirtu, Filipīnas ar kokosriekstu eļļu, Japāna ar spirtu, ko ražo no rīsu salmiem — īsi sakot, kas kur aug, ar to arī mēģina izlīdzēties. Latvijas plāni rapša audzēšanā un pārstrādē ietilpst tieši šajā kategorijā. Kopumā tiek uzskatīts, ka ik gadu planētas zaļā biomasa pieaug par 117 miljardiem tonnu (sausā svara). To veido 80 miljardu tonnu pieaugums mežos, 18 miljardu tonnu pieaugums stepēs un savannās, 9 miljardi tonnu apstrādājamos laukos un vēl tikpat tuksnešos, tundrā un purvos. Tiek uzskatīts, ka biomasas dabīgā pieauguma enerģētiskā vērtība ir ekvivalenta 40 miljardiem tonnu naftas. Savukārt kopējie biomasas krājumi uz zemes tiek vērtēti kā 1800 miljardi tonnu — līdzvērtīgi apmēram 640 miljardiem tonnu naftas. Mūs sildīs Saule Attiecībā uz Saules enerģijas izmantošanu jāteic, ka teorētiski, ja saules bateriju lietderības koeficients sasniegtu 20% robežu, tad 1% ASV teritorijas noklāšana ar saules baterijām nodrošinātu tās enerģētiskās vajadzības. Aprēķini liecina, ka visu ASV izmantoto naftu un gāzi teorētiski varētu aizstāt 220 000 km2 (kvadrāts ar apmēram 470 km garu malu) saules bateriju — tas ir daudz, daudz vairāk nekā visu ASV jumtu platība. Bez tam visu līdz šim pasaulē saražoto saules bateriju droši vien nepietiktu pat 10 km2 nosegšanai. Pašreiz izmantojamo saules elementu lietderības koeficients — 6–16% (atkarībā no izmantoto kristālu tipa) vēl stipri atpaliek no vēlamā apjoma, taču tiek uzskatīts, ka desmit gadu laikā šī problēma būs atrisināta. Protams, Saules enerģijas izmantošanu ierobežo tai nepieciešamās milzīgās teritorijas, cena, kas pašlaik vēl pārsniedz atomelektrostacijās ražotās enerģijas cenu, kā arī nepieciešamība pēc kompensējošajām jaudām. (Saule tāpat arī vējš nespēj ražot elektroenerģiju nepārtraukti, bet savukārt patērētājam nevajag enerģiju "kad spīdēs saule vai pūtīs vējš", bet gan nepārtraukti. Tādēļ saules vai vēja stacijas būve ir saistīta ar kādas kompensējošās jaudas izveidi, kas nefunkcionē tad, kad strādā saules vai vēja stacija un tiek ieslēgta naktī vai bezvējā — šis apstāklis ir ļoti liels šķērslis šādu staciju attīstībā). Tomēr Saule jau šobrīd pasaules enerģētikas bilancē ieņem to vietu, kuru XIX gs. vidū, ogļu laikmetā, ieņēma nafta. Speciālisti domā, ka Saules enerģijas daļa pasaules enerģētiskajā tirgū ap 2060. gadu var sasniegt pat 60%. Tas būtu jauki, jo Saulei piemīt vēl viena patīkama īpašība — to nevar privatizēt un monopolizēt. Neparastie resursi Līdztekus minētajam šobrīd pasaulē enerģētika apgūst pat tādus resursus, kas vēl pavisam nesen netika vērtēti kā enerģijas avoti. Tiek lietotas "alternatīvu alternatīvas" — no riekstu čaumalām līdz plūmju kauliņiem. Turklāt sekmīgi — Saint Diamond Growers of California ražo 4,5 MW elektroenerģijas, dedzinot valriekstu čaumalas — riekstu pārstrādes atkritumus. Šādi tiek ieekonomēti 11 tūkst. tonnu naftas gadā. Firma Imotec Inc. ražo 8,5 MW elektroenerģijas, dedzinot mandeļu čaumalas, persiku un plūmju kauliņus. Cits netradicionāls enerģijas avots ir sadzīves atkritumi. Tie tiek pūdēti, sadalīti ar temperatūras palīdzību, lai iegūtu biogāzi, kas uz vietas tiek sadedzināta elektroenerģijas ražošanai. Šajā procesā vēl ir daudz grūtību, kas saistītas ar atkritumu neviendabīgo sastāvu un kaitīgajiem piemaisījumiem, taču eksperti uzskata, ka tikai Rietumeiropā vien atkritumu pārstrādes uzlabošana varētu ietaupīt 14 miljardus dolāru gadā.