Vytautas Kavaliūnas, KTU Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto Fizikos katedros mokslininkas
Lapkričio pradžioje viso pasaulio akys krypo į Glazgą, kur vyko Jungtinių Tautų bendrosios klimato kaitos konferencija (COP26). Jos metu, kaip ir kitais kartais, buvo ieškoma sprendimų, kaip mažinti klimato kaitą ir globalinį šilimą. Kalbėdamas Europos Sąjungos (ES) vardu (kartu su pirmininke Ursula von der Leyen), ES delegacijos pirmininkas Charles’is Michelis pabrėžė, kad siekdama apriboti visuotinį atšilimą, žmonija privalo veikti dabar.
Kad žmonija mūsų planetą sistemingai varo į pražūtį, žinoma jau seniai. Nuolat garsiai kalbama, kad reikia kažką daryti, bet klimato šilimo sustabdyti nepavyksta. Ar tai reiškia, kad visos lig šiol taikytos priemonės ir pastangos nuėjo perniek?
Norint pasiekti konferencijų metu (jų iki šiol įvyko net 26!) užsibrėžtus tikslus, reikia labai daug politinės valios bei globalaus judėjimo nulinės anglies dvideginio (CO2) emisijos link. Norint suprasti, kodėl praėjus 25-ioms konferencijoms nepavyko pasiekti norimo tikslo, prisiminkime Kioto protokolą (COP3, 1997 m.), kuomet Jungtinių Amerikos Valstijų (JAV) vadovai pritarė parengtam susitarimui, tačiau po konferencijos šie įsipareigojimai nebuvo vykdomi ir susitarimas JAV nebuvo ratifikuotas. Pagrindinis argumentas buvo tas, kad Kinija ir Indija nesumažins savo CO2 emisijos, tad kodėl tai turėtų padaryti JAV? Nepaisant to, kad JAV CO2 emisija tenkanti vienam gyventojui stipriai lenkė minėtas Indiją ir Kiniją ir tuo metu sudarė ketvirtį visos CO2 emisijos pasaulyje. Rezultatas – tik Europa ir dar kelios šalys vykdė savo įsipareigojimus.
Už tokių politinių sprendimų, dažnu atveju slepiasi iškastinio kuro pramonės lobistai. Ir čia galime sugrįžti į neseniai vykusią COP26 konferenciją. Pagal atliktą dalyvių sąrašo analizę buvo nustatyta, kad didžiausią delegaciją sudarė būtent iškastinio kuro pramonės lobistai (net 503 registruotų delegatų), kai Jungtinė Karalystė (JK), būdama renginio šeimininke, turėjo tik 230 registruotų delegatų.
Klausimas tik vienas: kodėl tiek daug delegatų buvo iš sektoriaus, dėl kurio kaltės esame kelyje link klimato katastrofos? Juk būtent šis sektorius paskutinius 25-erius metus darė įtaką politikams, skleidė propagandą apie neegzistuojančią klimato kaitą, tokiu būdu lėtindamas ar net stabdydamas bet kokius veiksmus, nukreiptus žaliosios ekonomikos link.
Keliaukime toliau. Kodėl iškastinis kuras daug pigesnis nei švaresnės jo alternatyvos? Todėl, kad 2017-2019 m. duomenimis, iki 80 proc. subsidijų (apie 500 mlrd. Eur globaliu mastu) buvo skiriama iškastiniam kurui, ir tik šiek tiek mažiau negu 20 proc. – atsinaujinančiai energetikai bei keli procentai – branduolinei energetikai. 2020-aisiais dėl kilusios pandemijos ir sumažėjusio iškastinio kuro naudojimo šis skaičius nukrito iki maždaug 300 mlrd. Eur.
Vienas iš COP26 susitarimų buvo subsidijų iškastinio kuro pramonei mažinimas, taip pat jų didinimas atsinaujinančios energetikos sektoriui, elektromobilių pramonei ir kt. Taigi, finansų yra, tik jie kol kas nukreipiami ne ta linkme.
Jau kurį laiką kalbama, kad pagrindiniu ekonomikos dekorbanizacijos ramsčiu galėtų tapti švarus arba žaliasis vandenilis (toks, kurį išgaunant nėra išskiriamos šiltnamio efektą sukeliančios dujos, ŠESD). COP26 Pasaulio lyderių viršūnių susitikimo darbotvarkėje taip pat buvo vandenilio bei žaliojo vandenilio klausimas. O ir visos konferencijos metu apie jį buvo kalbama labai daug. Siekiamas proveržis: iki 2030 m. visame pasaulyje prieinamas įperkamas atsinaujinantis ir mažai CO2 išskiriantis vandenilis. Visgi, toks proveržis mažai tikėtinas.
Kaip bežiūrėtum, šiuo metu finansų „kranelis“ yra atsuktas iškastinio kuro pramonės pusėje. Jeigu mes šiuo kranu tekantį pinigų srautą nukreiptume į atsinaujinančios energetikos sektorių, visos problemos, bėgant laikui, savaime išsispręstų.
Subsidijų teikimas norint įsirengti saulės baterijas ant daugiabučių ar privačių namų stogų? Didesnė valstybės parama įsigyjant elektromobilį? Daugiau įkrovimų stotelių? Tik elektra varomas viešasis transportas? Didesnė parama moksliniams tyrimams žaliosios energetikos srityje? Sprendimų turime labai daug, tik kas išdrįs pasukti pinigų „kranelį“ žaliosios ekonomikos link? Toks veiksmas, tokia valstybė taptų puikiu pavyzdžiu kitiems.
Pavyzdžiui, žaliojo vandenilio energetika galėtų drastiškai sumažinti ŠESD emisiją. Žaliasis vandenilis galėtų pakeisti iškastinį kurą bet kokioje srityje: pramonėje, transporto sektoriuje ar kasdieniame gyvenime. Dabartinis dujotiekio tinklas galėtų būti pritaikytas vandenilio dujoms transportuoti, o dabartinis vidaus degimo variklis gali būti pritaikytas vandenilio kurui.
Negana to, užtenka gamtines dujas sumaišyti su vandenilio dujomis santykiu 80 prie 20 proc. – CO2 emisija sumažėtų 6,5 proc. Tai nėra dideli skaičiai, tačiau vien tai parodo, kad nereikia brangių investicijų norint naudoti vandenilio dujas. Žaliojo vandenilio energetika ne tik sumažintų ŠESD emisiją, bet ir suteiktų galimybę galų gale gyventi tvariai.
Žaliajam vandeniliui mėginant skintis kelią švaresnio rytojaus link, kyla nemažai barjerų, kuriuos reikia įveikti. Siekiant įgyvendinti tokius ambicingus pokyčius, apie kuriuos buvo kalbėta COP26, labai svarbus ne tik politikų, bet ir visos ekonomikos ekosistemos įsitraukimas.
Ne paslaptis, kad verslo sektoriaus tikslas visada buvo ir bus pelnas. Ir tai savaime suprantama – verslas negali vystytis be pelno. Manau, nerastumėte nė vienos stambios įmonės, kuri savo noru būtų perėjusi į ekologišką verslo vystymą. Tai reikalauja labai daug investicijų, kurios, žinoma, būtų paimtos iš pelno. Šiuo metu ES ir kitos šalys po COP26, galbūt, agresyviau skatins taip vadinamą „žaliąją ekonomiką“ ir verslai bus priversti „investuoti“ į atsinaujinančią energetiką arba mokėti atitinkamas baudas (taršos mokestį).
Čia, be abejonės, prasideda kiti niuansai: šiuose procesuose svarbų vaidmenį atliks įmonių vadovai ir jų turimos vertybės bei (ne)noras prisidėti prie ŠESD emisijos mažinimo. Didelė tikimybė, kad už švaresnę aplinką mokės ne kas kitas, kaip patys vartotojai.
Kitas dalykas – efektyvumas. Jis yra bene viena iš svarbiausių proceso dalių, kadangi jis didžiąja dalimi nurodo galutinę vandenilio kainą. Žaliasis vandenilis šiuo metu gali būti gaunamas elektrolizės būdu. Šio proceso efektyvumas šiuo metu siekia iki 80 proc. Nors skaičius atrodo didelis, tačiau tai nėra pakankamas efektyvumas, kadangi sunaudotas energijos kiekis yra didesnis nei gauto vandenilio suteikiamas energijos kiekis.
Vandenilio sandėliavimas ir transportavimas yra kitas svarbus iššūkis, kadangi nuo to priklauso, koks bus energijos praradimas šio proceso metu, o tai gali siekti nuo 23 iki 37 proc. Negana to, norint panaudoti vandenilį kuro celėse, pastarojo grynumas turi būti itin aukštas (~99.999 proc.), tad sandėliavimas ir transportavimas turi atitikti pačius aukščiausius standartus.
Galiausiai, apie 40–50 proc. energijos prarandama vandenilio kuro celėse. Akivaizdu, kad prarandami dideli kiekiai energijos vien eksploatacijos metu. Norint pilnai išvystyti vandenilio energetiką, privalu sukurti efektyvų ir komerciškai patrauklų vandenilio gavybos būdą, optimizuoti esamus ar ieškoti naujų būdų vandenilio transportavimui, optimizuoti vandenilio kuro celes.
Kaip jau minėjau, žaliasis vandenilis šiuo metu gali būti gaunamas elektrolizės būdu. Labai svarbu atkreipti dėmesį į tai, iš kur gaunama energija elektrolizės procesui. Būtent tai lemia, ar žaliasis vandenilis iš tikrųjų bus žalias. Elektrolizės būdu gautas vandenilis nėra komerciškai patrauklus – jo kaina gali siekti nuo 3,5 iki 6 eurų už kilogramą. Tuo tarpu gamtinių dujų reformingo būdu gautas mėlynasis vandenilis gali kainuoti nuo 2 iki 3 Eur / kg, o pilkasis – apie 1,5 Eur / kg.
Tačiau nei mėlynasis, nei pilkasis vandenilis nėra alternatyvos iškastiniam kurui. Pilkojo vandenilio atveju susidaro CO2 dujos, kurios patenka į atmosferą. Mėlynojo vandenilio atveju, CO2 dujos yra surenkamos ir sandėliuojamos, tačiau, kritikų teigimu, tai neapsaugo nuo nuotekų bei, kai kuriais atvejais, mėlynojo vandenilio paliekamas taršos pėdsakas gali būti didesnis negu iškastinio kuro. Kaip jau pastebėjome, tvarumo čia nedaug ir vienintelė išeitis, šiuo atveju, yra žaliasis vandenilis.
Daugelio šalių mokslininkai atlieka tyrimus ir kuria sistemas, gebančias skaidyti vandenį į deguonį ir vandenilį naudojant tik saulės šviesą (šviesos energiją). Tokios sistemos galėtų tapti puikiomis alternatyvomis elektrolizės procesui. O tokiu būdu gautas vandenilis būtų tikrai žaliasis, kadangi jam sugeneruoti nebūtų naudojami išoriniai energijos šaltiniai bei gavybos metu nesusidarytų ŠESD.
Akivaizdu, kad proveržis būtent šioje srityje būtų tvirtas atspirties taškas dekarbonizacijos link. Tačiau tyrimams, kaip ir viskam, reikia investicijų. Kol valstybių politikai konferencijose dalinsis skambiomis frazėmis, tačiau realybėje lenktyniaus biudžeto, skirto kariuomenei, dydžiu, o ne CO2 emisijos sumažinimu, tol judėsime labai mažais žingsniais. Deja, tokios prabangos šiuo metu neturime.
