Europos Sąjunga užsibrėžė iki 2050 metų pasiekti nulinę šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisiją. Tačiau ar tikrai įmanomos nulinės emisijos?

Kelerius metus neturėjome įprastų žiemų, hidrologinės sausros labai paveikė žemės ūkį. Prognozuojama, kad tai turės įtakos ir miškams. ES numatė daugybę priemonių klimato kaitai mažinti – iškastinio kuro atsisakymas ir atsinaujinančių energijos šaltinių panaudojimo plėtra, naujų technologijų diegimas, vandenilio energetika, visiškas atliekų perdirbimas ir pakartotinis panaudojimas. Ekoentuziastai džiaugiasi, bet nemažai specialistų ir mokslininkų abejoja, ar pavyks tam sukurti technologijas bei priemones, kyla ir nemažai klausimų, kaip tai atsilieps žemės ūkiui, gaminančiam maistą ir žaliavas pramonei. Kokią įtaką turės gaminamos produkcijos savikainai? Be to, yra daug gamybinių procesų ir sričių, kuriose CO₂ emisijų nebus galimybių sumažinti (pvz., oro transporte).

Sprendimai kuria naujas problemas

Nuo 90-ųjų išlikę prisiminimai apie ne visai vykusius projektus, tokius kaip greitos rotacijos plantacijų biomasei gaminti veisimas, augalinio aliejaus panaudojimas degalams. Pasirodė, kad smulkinti žilvičiai dėl mažo kaloringumo, didelių paruošimo ir transportavimo kaštų, didelio peleningumo energetikams nėra medienos alternatyva. Džiaugiamasi, kad energetikoje didėja medienos sunaudojimas kurui, o kai kurios šalys (Suomija, Lenkija) miško medienos naudojimą kogeneracinėse jėgainėse labai riboja, saugodamos aplinką, ir leidžia tam naudoti tik medienos perdirbimo atliekas, ypač didelį dėmesį skiria transportavimo atstumams. Vis dar nėra aiškumo, ką daryti su biokuro pelenais, o medienos trūkumas verčia didinti importą.

Biodyzelino kiekį dyzeliniuose degaluose teko mažinti, nes smarkiai forsuoti varikliai išeina iš rikiuotės. Ne visi gamintojai deklaruoja galimybę naudoti biodyzeliną be neigiamų pasekmių. Lietuvoje „dyzelistai“ tai irgi pajuto netikėtai sugrįžus žiemai, kai varikliai atsisakė užsivesti. O ką kalbėti apie šalčiais garsėjančios Skandinavijos šiaurinius regionus.

Mažųjų hidroelektrinių veikla neigiamai atsiliepia ne tik žuvų migracijai, bet ir pažeidžia regionų hidrologinę būklę. O periodiškai pasireiškiant sausroms jose pagaminamas energijos kiekis šalies energetikos balanse beveik nepastebimas. Plečiant vėjo ir saulės elektrinių parkus, vis vien reikia turėti sistemoje greitai paleidžiamas rezervines jėgaines, naudojančias gamtines dujas, hidroakumuliacines elektrines. Energetinė sistema turi veikti patikimai, nepriklausomai nuo aplinkos sąlygų. Vėjų jėgainės arti gyvenviečių sukuria didelį diskomfortą gyventojams dėl keliamo triukšmo. Taigi, sprendžiant vieną problemą, neišvengiamai sukuriama daugybė kitų. Tai aiškiai parodė šių metų žiema. Saulės ir vėjo jėgainės paprasčiausiai neveikė. Atskirų regionų energetinėse sistemose esančios jėgainės, naudojančios iškastinį kurą, veikė maksimalia galia be jokio rezervo ypatingiems atvejams, kad padengtų generuojančių pajėgumų stygių.

Kalbant apie didelės galios šilumines elektrines, turime tik perkeltas emisijas toliau nuo didmiesčių (pvz., Elektrėnų ŠE), o jų gamybos efektyvumas prasideda nuo 46 proc. Efektyvesnės yra kogeneracinės jėgainės dėl panaudojamos perteklinės šilumos, bet vasarą šiluminės energijos poreikis labai mažas. Efektyviam jų darbui įrengiama keletas mažesnės galios blokų, bet jėgainė lieka miesto teritorijoje ir tarša, nors ir mažesnė, lieka mieste. Naudojant hidroelektrinių energiją vaizdas geresnis, bet jas statant ir eksploatuojant emisijų neišvengiama. Be to, jose, kaip ir vėjo bei saulės elektrinėse, pagaminamos energijos kiekis labai priklauso nuo meteorologinių sąlygų ir yra sunkiai prognozuojamas.

Emisijų ir degalų sąnaudos neatitinka deklaruojamų verčių

Pastaruoju metu daug kalbama apie hibridinius ir elektrinius automobilius. Jų reklamoje nurodomos nulinės emisijos, o tai specialistams sukelia daug abejonių dėl deklarantų kvalifikacijos... Firma „Horváth & Partners“, pasitelkusi 80 ekspertų, atliko visapusišką analizę ir parengė įvairių elektrifikuoto transporto variantų panaudojimo efektyvumo analizę. Elektromobilio akumuliatoriaus nuostoliai sudaro 8 proc. Konvertuojant jame sukauptą energiją į mechaninę, dar prarandama apie 18 proc. Elektros energijos gamyba ir patiekimas vartotojams taip pat turi nuostolių. Tad, atsižvelgiant į eksploatavimo sąlygas, bendras efektyvumas sudaro ne daugiau kaip 50–60 procentų.

Elektromobiliuose naudojamų akumuliatorių gamyba ir utilizavimas – labai aplinką teršiantys procesai. Taip, jie gaminami kitose šalyse, bet aplinkos taršos sienomis nesustabdysi, o utilizuojami jau eksploatuotojo teritorijoje. Patrauklesni vartotojams yra hibridiniai automobiliai, kuriems šiuo metu taikoma daugybė lengvatų (statymo mieste, subsidija įsigyjant), nereikia trasoje ieškoti pakrovimo stotelių, norint pasiekti tikslą, bet emisijų balansas taip pat nėra palankus aplinkai. Akumuliatoriaus talpos pakanka nuvažiuoti 25–50 km, o šaltuoju metų laiku dar mažiau. Jam išsikrovus įjungiamas krovos režimas, išnaudojantis stabdymo energiją ir variklio sukamą generatorių. O kaip su taršos emisijomis? Kokios degalų sąnaudos realiomis eksploatavimo sąlygomis? Specializuota firma „Emissions Analytics“ atliko trijų šios kategorijos automobilių (BMW X5, Volvo XC60, Mitsubishi Outlander) tyrimus realiomis eksploatavimo sąlygomis. 92 kilometrų trasą kiekvienas automobilis nuvažiavo keturiais režimais:

• su visiškai įkrautu akumuliatoriumi vien elektriniu režimu (Eko Modus);
• naudojant vien vidaus degimo variklį (Otto Modus);
• naudojant vidaus degimo variklį ir kraunant akumuliatorių (Otto + Modus);
• su visiškai įkrautu akumuliatoriumi ir maksimaliu leistinu kroviniu.

Papildomai buvo važiuojama 4 kartus 100 km trasa dviem režimais:

• Eco Modus su maksimaliais pagreitėjimais ir kalnuotoje vietovėje;
• Eco Modus derinys mieste – vietiniais keliais ir greitkeliu.

Nė vienas iš trijų automobilių nepasiekė gamintojų deklaruojamų emisijų ir degalų sąnaudų verčių. BMW X5 pirmame režime CO₂ emisijos sudarė 42 g/km (deklaruota 32 g/km), naudojant tik vidaus degimo variklį – 254 g/km. Kraunant važiavimo metu akumuliatorių CO₂ emisijos išaugo iki 385 g/km (mieste net iki 470 g/km). Degalų sąnaudos Eco režime 1,9 l/100 km (deklaruota 1,8 l/100 km), o Otto + Modus – net 17,1 l/100 km. Volvo XC60 rezultatai prastesni dėl mažesnės akumuliatoriaus talpos: Eco Modus – 115 g/km (deklaruota 71 g/km); Otto Modus – 184 g/km; Otto + Modus – 242 g/km; degalų sąnaudos 5–10,8 l/100 km (deklaruota 3,5 l/100 km). Panašūs gauti ir Mitsubishi Outlander CO₂ emisijų rezultatai: Eco Modus – 86 g/km (deklaruota 46 g/km); Otto Modus – 164 g/km; Otto + Modus – 216 g/km. Vidutinės degalų sąnaudos – 3,8–9,4 l/100 km (deklaruota 3,6 l/100 km).

Gamintojai klientų kaltinimus dėl didelių degalų sąnaudų ir emisijų vertina kaip nesugebėjimą ekonomiškai važiuoti. O ekspertai mato realesnę priežastį – ne optimalią konstrukcijos konfigūraciją: maža akumuliatoriaus talpa ir kombinuotos pavaros elektrinė galia, galingas vidaus degimo variklis, nenumatytas greitas įkrovimas iš stotelės. Savaime kyla klausimas – kam skatinama pirkti tokius automobilius, jei jų sukeliama reali tarša didesnė už paprastų? Juk papildomi elektrinės galios kilovatai nesuteikia mažesnių emisijų, o tik palengvina (o gal net provokuoja) aplenkti kitus eismo dalyvius.

Nuo 2024 m. Europos Sąjungoje bus taikomas QR kodas, nurodantis akumuliatorių talpą, naudojimo trukmę, utilizavimą kaštus ir eksploatavimo trukmės CO₂ balansą, kuris ilgainiui irgi bus ribojamas siekiant mažinti taršą. Šiuo metu perdirbama tik 45 proc. baterijų. Planuojant, kad naudojamas jų kiekis iki 2030- ųjų išaugs keturis kartus ir, įvedus reikalavimą perdirbti visas panaudotas baterijas, turėsime įdėti daug pastangų šiam taršos šaltiniui suvaldyti. Visai pagrįstai kyla klausimas, kurio varianto suminė tarša mažesnė – elektromobilių ar automobilių, naudojančių dujas, kuris variantas ekonomiškai patrauklesnis? Didinant elektromobilių parką, būtina kurti infrastruktūrą ir turėti reikiamą kiekį energijos generavimo šaltinių sistemoje, t. y. įkrovimo stotelių, kuriomis galėtų naudotis ne tik transporto įmonės, bet ir kiti vartotojai. Kaip jas įrengti daugiabučių kiemuose, kur trūksta vietos automobiliams statyti?

Šiandien elektromobiliai, išskyrus hibridinius, turi pranašumų tik miestuose važiuojant palyginti nedidelius atstumus. Vasarą vienos įkrovos pakanka 100–150 km, o brangiems modeliams net iki 300 km. Žiemą dėl sumažėjusios akumuliatoriaus talpos šis atstumas sumažėja iki 75–110 km. Akumuliatorių eksploatavimo trukmė apie 500–700 įkrovimo ciklų, o jį pakeisti kainuoja gana daug.

Automobilių su vandenilį naudojančiais degalų elementais situacija šiandien daug prastesnė efektyvumo atžvilgiu. Elektrolizės būdu išgaunant vandenilį 45 proc. pirminės energijos prarandama jį gaminant. Generuojančiame kuro elemente iš likusios energijos prarandama dar 55 proc., o suminis šio automobilio efektyvumas sudaro tik 25–35 proc. (klasikiniuose, naudojančiuose benziną arba dyzeliną – 15–20 proc.). Be to, šių automobilių eksploatavimas nėra pigus ir paprastas. 2003 m. firma BMW ėmėsi uždavinio pritaikyti gaminamus automobilius naudoti vandenilį ir 2006-aisiais pristatė BMW Hydrogen 7 modelį. Gana greitai jiems pavyko adaptuoti variklio ir degalų padavimo sistemas, tačiau, norint degalus saugiai papildyti, teko sukurti automatizuotą kolonėlę. Projektas tuo ir baigėsi, nes degalų gamybos ir distribucijos tinklo sukūrimas esamomis sąlygomis finansiškai nepasiteisintų, palyginti su tradicinių naftos ar dujų degalų naudojimu. Kita problema – žaliava. Jau dabar daugelyje regionų turime hidrologinę sausrą. Vandenilio gamyba dar labiau paaštrintų šią problemą, juolab kad jam gaminti reikalingas švarus vanduo. Brangūs ir patys degalai – 7–11 Eur/kg. Šiuo metu didžioji dalis vandenilio dar gaminama iš iškastinio kuro (dujų, naftos).

Atominių elektrinių statybų planai

Prognozuojama, kad Vokietijoje po 20 metų elektrifikuoto transporto veikimui palaikyti energijos poreikis sudarys apie 40 proc. generuojamos galios, o energijos iš atsinaujinančių šaltinių planuojama gaminti apie 30 proc. Net 10 proc. galios deficitas iš atsinaujinančius energijos šaltinius naudojančių jėgainių dėl nepalankių aplinkos sąlygų sukels rimtų problemų šalies ūkyje. Tai pastebėjo ir politikai. Tad dedamos pastangos NS-2 dujotiekio statyboms užbaigti, kad būtų užtikrintas manevringų (greitai paleidžiamų su dujinėmis turbinomis) elektrinių patikimas darbas ir garantuojamas energetinių sistemų stabilumas.

Prancūzija, kurioje apie 70 proc. elektros energijos pagaminama atominėse elektrinėse, numato statyti 6 naujo tipo branduolinius reaktorius, o Lenkija, stabdydama akmens anglį naudojančias elektrines, iki 2040 m. numato paleisti 6–9 GW galios atominę elektrinę. Kinijos planai atitinka šalies mastus – iki 2030 m. suminę atominių elektrinių galią šioje šalyje planuojama padidinti 100–150 GGW.

Reikia pabrėžti, jog didžiosios avarijos atominėse elektrinėse įvyko dėl žmogiškojo faktoriaus: Černobylio AE dėl neleistinų eksperimentų su visa galia veikiančiu reaktoriumi, Fukušimos – dėl projektavimo klaidų, apie kurias buvo nurodyta seismologų ir techninių ekspertų, bet nesiimta priemonių saugumui užtikrinti. Saugus AE eksploatavimo pagrindas – personalo kompetencija ir patirtis. Tad nereikia stebėtis, kad Visagino AE darbuotojai be problemų greitai įsidarbino užsienyje, o Lietuva praranda šios srities kompetenciją. Gal dėl to ir priekaištai Astravo AE statytojams primena beprasmį politinį kivirčą be pagrįstų argumentų.

Elektrinio transporto ir ekologinės žemdirbystės perspektyvos

Žemės ūkyje elektrinis transportas vargu ar artimoje ateityje bus patrauklus. Skirtingai nuo didmiesčių, ūkininko sodyboje įsirengti įkrovimo stotelę nėra didelė problema. Praėjusiame šimtmetyje bandymas panaudoti elektrinius traktorius baigėsi tik eksperimentiniais modeliais, nes nebuvo daugybės komponentų. Kas tinka mažai judrioms mašinoms (kranams, ekskavatoriams), nepasiteisino lauko darbuose. Elektriniai mažos galios traktoriai gali būti naudojami ribotai šiltnamių ūkiuose, sodininkystėje. Žemei dirbti, derliui doroti reikia didelės galios ir, reikalui esant, greito degalų papildymo darbo vietoje, todėl elektriniai traktoriai ir automobiliai dar ilgai bus nekonkurencingi. Tokių automobilių įsigijimo finansinis skatinimas kaime sutinkamas kaip mažos dovanėlės mūsų sąskaita turtingiems žmonėms. Elektrinis dviratis, kurį galima nusipirkti už kompensaciją utilizavus seną taršų automobilį, žemdirbiui nepakeis net ir 20 metų naudoto taršaus automobilio.

O štai tausojančios ir ekologinės žemdirbystės plėtra pareikalaus rimtų permainų. Derliai mažės, bet maisto produktų ir žaliavų poreikis išliks. Matyt, teks atsisakyti pasėlių biodujų ir biokuro gamybai. Juk ekologiniu požiūriu keistai atrodo šis procesas: naudojame trąšas, augalų apsaugos produktus, energinius išteklius (viskas iš neatsinaujinančių šaltinių!) ir iš šių produktų gaminame ekologišką kurą! Daugelyje ES šalių tai jau paveikė sėjomainą, kur rapsai buvo auginami biodyzelinui, kvietrugiai – metanoliui, kukurūzai – biodujoms. Nemaža dalis biokuro žaliavų importuojama iš trečiųjų šalių, kur aplinkosaugos reikalavimų laikymasis beveik nežinomas.

Buvo laikas, kai propaguota grūdus naudoti ekologiškam kurui, taip teikiant paramą ūkininkams dėl produkcijos pertekliaus. Dabar, kai pasaulyje trūksta produktų, o dėl klimato kaitos nėra stabilių derlių, atėjo laikas skaičiuoti ekologinį ir energinį balansą bei sumines taršos emisijas.