Ideja par ūdeņradi kā degvielu, kā arī enerģijas nesēju un uzglabāšanas vidi nākotnē kļūs arvien pašsaprotamāka. Arī Latvijai ir visas iespējas ražot zaļo ūdeņradi no atjaunojamajiem energoresursiem – vēja, saules, biomasas, kā arī atkritumiem. Ieguvumi būtu gan transporta dekarbonizācija, gan apkures un rūpniecības "zaļināšana". "Enerģētikas nozarē zaļais ūdeņradis attīstās strauji. 2021. gadā tika ziņots, ka 2030. gadā aptuvenās ražošanas jaudas sasniegs 50 gigavatus (GW), kas ir par 25% vairāk nekā ES mērķos. Pat pirms Krievijas iebrukuma Ukrainā daudzās Eiropas valstīs, piemēram, Nīderlandē, Spānijā, Dānijā, Grieķijā un Vācijā, enerģētikas sektori plānoja elektrolīzes iekārtu jaudas, kas līdz 2030. gadam pārsniegtu 5 GW. Tendences rāda, ka zaļais ūdeņradis veidos stabilu enerģijas portfeļa daļu, kas palīdzēs samazināt neelastīgo nozaru ietekmi uz klimatu," secina Pasaules Enerģijas padomes eksperte Olga Bogdanova. Šobrīd sadarbībā ar Latvijas Ūdeņraža sociāciju tiek veikts pētījums, kurā tiek precizēta ūdeņraža projektu koncepcija un izvērtēti indikatīvie rādītāji par tā izmantošanu Latvijā. Tiek lēsts, ka 2030. gadā kopumā tiks patērētas teju divas teravatstundas (TWh) ūdeņraža, bet 2050. gadā jau teju 37 TWh.

Pirmā pieredze – pelēka

Saskaņā ar Starptautiskās enerģētikas aģentūras datiem pasaulē ik gadu tiek saražoti aptuveni 90 miljoni tonnu ūdeņraža, un galvenie tā ieguves avoti ir dabasgāze un akmeņogles. 97% no šī apjoma ir tā dēvētais pelēkais ūdeņradis, bet tikai ap 1% – zaļais, kura ražošanā tiek izmantoti atjaunojamie resursi. Tā rezultātā ar katru saražoto pelēkā ūdeņraža tonnu atmosfērā izdalās no 9 līdz 12 tonnām CO2. "Šobrīd Latvijai ir tāls ceļš ejams, lai tuvotos tām valstīm, kuras jau darbojas zaļā ūdeņraža izmantošanā", secina uzņēmuma "H2Latvia" vadītājs Kaspars Liepiņš.

Latvijā pirmie mēģinājumi ūdeņraža tehnoloģiju apgūšanā pirms pāris gadiem bija "Rīgas satiksmei", kas ES fondu projekta ietvaros nopirka desmit Eiropā pirmos ar ūdeņradi darbināmus trolejbusus un izbūvēja uzpildes staciju. Taču transporta līdzekļu ekspluatācija radīja dažādas ķibeles, bet ūdeņraža ģenerācijas iekārtas darbībā tiek izmantota Krievijas dabasgāze, kā rezultātā tiek saražots nevis zaļais, bet gan pelēkais ūdeņradis, kura ieguves izmaksas ir lielas, turklāt šī procesa laikā rodas CO2 emisijas.

Ceļā uz energoneatkarību

Ūdeņraža tehnoloģijām ir ļoti plašs pielietojums. Tās var izmantot, piemēram, elektroenerģijas un siltuma ražošanā, dažādu transportlīdzekļu, tostarp eksperimentāli arī gaisa kuģu, darbināšanā, rūpniecībā, kā arī enerģijas uzkrāšanā un sintētisko degvielu un sintētiskās dabasgāzes, kas var aizstāt fosilos analogus, ražošanā. Jautāts par to, kad Latvijā varētu plašāk ieviesties ar ūdeņradi darbināmas automašīnas un vai tās ar laiku nevarētu aizstāt elektroauto, K. Liepiņš atbild visnotaļ lakoniski: "Tas ir mūžsenais jautājums par vistu un olu, proti, kas būs pirmais – automašīnas vai uzpildes stacijas. Tiem, kuri vēlas šādus spēkratus, aktuāla ir uzpildes vietu pieejamība, bet tiem, kuri tādas varētu ieviest, nav īstas skaidrības par to, vai būs gana liels šādu pārvietošanās līdzekļu skaits. Ir jāveido vienota ekosistēma, kas aptver gan ražošanu, gan piegādi, gan patēriņu." Lai realizētu šādu izaicinājumu, par kuru interese Latvijā esot vērojama, ir jāspēj vienoties visām iesaistītajām pusēm, teic uzņēmējs. "Piemēram, Francijas kompānija "Lhyfe" sola 2025. gadā piegādāt zaļo ūdeņradi jebkurā Francijas un Beniluksa valstu vietā garantēti un par fiksētu cenu, tāpēc tās jau var plānot tā iespējamo patēriņu," saka K. Liepiņš. Ūdeņraža tehnoloģiju izmantošana var notikt gan lielos, gan mazos mērogos. "Jau šobrīd ir iespējams iegādāties iekārtas, kas kalpo kā iegūtās saules enerģijas akumulatori jeb t.s. ūdeņraža baterijas (elektrībai un apkurei). Paliela skapja izmēra iekārta nodrošina enerģijas uzkrāšanu dvīņu mājā, kurā ir četri dzīvokļi. Protams, tā vēl pagaidām nav masu produkcijas līmenī un līdz ar to nav lēta – maksā vairāk nekā 400 tūkstošus eiro –, taču ilgākā laika periodā tā atmaksājas. Mūsu problēma ir īstermiņa domāšanā," atzīst K. Liepiņš. Pirmā "pozitīvās enerģijas" jeb energoautonomā potenciāla ēka tika uzbūvēta Francijā 2016. gadā. Izmantojot ģeotermālo siltumsūkni, divus elektrolīzerus (ar jaudu 10 kW) un ūdeņraža degšūnu (7,5 kW), tā spēj nodrošināt maksimālu elektroenerģijas ietaupījumu 4,6 tūkst. kvadrātmetru plašai modernai biroja ēkai, kurā strādā 380 cilvēki. Šobrīd ūdeņraža ģeneneratoru kompānija "PowiDian" attīstīta privātā hospitāļa projektu Nīderlandē ar desmit reizes jaudīgāku iekārtu. "Ēkai uz jumta ir saules paneļi, kas ražo elektroenerģiju, ir elektrolīzeris, kas no zaļās enerģijas, šķeļot ūdeni, saražo ūdeņradi, un cilindri, kuros tas tiek uzkrāts līdz brīdim, kad ir nepieciešams enerģijas patēriņš elektrības un siltuma veidā," skaidro K. Liepiņš.

Jāveido ūdeņraža "ielejas"

"Lai apgūtu ūdeņraža tehnoloģijas, valstij ir jāizstrādā ceļa karte un uz tās bāzes ir jāveido stratēģija. Tā to dara daudzas valstis. ES ūdeņraža stratēģija ir apstiprināta jau 2020. gadā. 14 ES valstis, Norvēģija un Apvienotā Karaliste ir apstiprinājušas un realizē savas nacionālās ūdeņraža stratēģijas. Arī mūsu kaimiņvalstīs Lietuvā un Igaunijā tā jau ir izstrādes gala stadijā. Patlaban Latvijā šis process pat nav vēl uzsākts, līdz ar to nedz pašvaldības, nedz uzņēmēji nevar plānot nekādas aktivitātes," secina K. Liepiņš. Viņš atzīst, ka ūdeņraža tehnoloģiju efektīvā ieviešanā svarīga loma ir gan valstij, gan mazo ekosistēmu jeb ūdeņraža "ieleju" attīstībā. "Tās ir ģeogrāfiski vienuviet koncentrētas nelielas vērtību ķēdes, kas sastāv no ražošanas, uzglabāšanas, transportēšanas un gala patēriņa. Vēlāk tās saaug kopā valstiskā ūdeņraža "ielejā" un veido pamatu ūdeņraža ekonomikai. Šāda ūdeņraža "ieleja", kurā ir iesasitīta gan pašvaldība, gan lieli globāli nozares uzņēmumi, top Igaunijā. Tas ir veids, kādā arī Latvijai vajadzētu spert pirmos praktiskos soļus," ir pārliecināts uzņēmējs. Lai veidotu liela mēroga ūdenraža "ielejas" Baltijas valstīs, uzņēmums "H2Latvia" sadarbībā ar Latvijas Zaļo un viedo tehnoloģiju klasteri, vairākiem Latvijas uzņēmumiem, augstskolām un pašvaldībām kopā ar pārrobežu sadarbības partneriem ir startējis vairākos izpētes projektos. "Konvertējot zaļo enerģiju ūdeņradī un radot tai lielāku eksporta potenciālu, tiktu veidota savienotā ūdeņraža "ieleju" kopiena," lēš K. Liepiņš.

Top pilotprojekts

Šī gada septembra beigās Hamburgā norisinājās Eiropā vērienīgākā vēja nozares "WIND Energy" konference, kas izstādēs demonstrēja sauszemes un jūras vēja enerģijas sektora jaunākos sasniegumus, kā arī šobrīd aktuālo ūdeņraža tehnoloģiju jomu. "Konferencē tika uzsvērta ciešā sinerģija starp vēja un ūdeņraža tehnoloģijām, turklāt bija redzams, ka šobrīd vēja un ūdeņraža industrijas tirgus strauji augošā pieprasījuma dēļ ir piesātināts gan ar ģenerējošām jaudām, gan enerģijas uzkrāšanas tehnoloģijām. Pašlaik šajā nozarē inovācijas attīstās ļoti strauji. Vēja turbīnas kļūst lielākas un jaudīgākas, bet ūdeņraža tehnoloģijas – pieejamākas," secina AS "Latv­energo" attīstības direktors Kaspars Cikmačs, kurš iepazinies ar nesen pie Rostokas blakus saules parkam uzbūvēto zaļā ūdeņraža projektu, kurā saražoto zaļo ūdeņradi piegādā "Amazon" noliktavu pacēlājiem. "Vairāki ūdeņraža projektu attīstītāji koncentrē savu uzmanību uz elektrolīzes iekārtām, kuras nākotnē varētu uzstādīt jūrā blakus atkrastes vēja parkiem, tādējādi vēja saražotā enerģija jau krastā nonāk ūdeņraža formā, kur to var izmantot liela apjoma transportā, zaļā tērauda ražošanā vai kādā ķīmijas procesā," teic K. Cikmačs. Arī AS "Latvenergo" šobrīd strādā pie ūdeņraža pilotprojekta ieviešanas un sagaida, ka arī Latvijā parādīsies arvien vairāk uzņēmumu un sadarbības partneru, kuriem būtu interese iegādāties ūdeņradi, kas ražots no atjaunīgajiem resursiem. Savukārt K. Liepiņš atzīst, ka līdz ar valsts kapitālsabiedrības aktivitātēm atjaunīgās enerģijas, tostarp arī ūdeņraža, projektos laba perspektīva būtu projektiem tieši privātajā sektorā, kur šīs jaunās tehnoloģijas spētu aizstāt patlaban nekontrolējamās enerģijas izmaksas ar konkrētām un ilgtermiņā zināmām izmaksām. "Kā papildu ieguvumu, pārejot uz zaļajiem enerģijas nesējiem, uzņēmumi iegūst iespēju saražot savus produktus vai sniegt pakalpojumus ar minimālu "oglekļa pēdu", palielinot to pievilcību pasaules tirgos," uzsver K. Liepiņš.

Dažādi scenāriji

Pēc organizācijas FCH 2 JU (Fuel Cells and Hydrogen 2 Joint Undertaking) pētījuma "Ūdeņraža enerģijas tehnoloģiju iespējas nacionālo klimata un enerģētikas plānu kontekstā" ("Opportunities for Hydrogen Energy Tehnologies Cosnidering the National Energy&Cilmate Plans"), 2030. gadā Latvijā tiek prognozēta zaļā ūdeņraža izmantošana rūpniecībā, transportā, enerģijas ražošanā un saimniecības ēkās. Visplašāk šo resursu plānots izmantot transportā. FCH 2 JU pētījumā ir izstrādāti divi scenāriji ūdeņraža pieprasījumam – zems un augsts. Pie zema pieprasījuma zaļais ūdeņradis veidos 0,1% no kopējā enerģijas gala pieprasījuma (0,05 TWh/gadā no 44 TWh/gadā). Savukārt pie augsta pieprasījuma – zaļais ūdeņradis būs 0,5% no kopējā enerģijas gala pieprasījuma (0,2 TWh/gadā no 44 TWh/gadā). Jau tuvākajā nākotnē ir iecere būvēt zaļā ūdenraža ražošanas punktu un transporta līdzekļu uzpildes staciju pie Ainažu vēja elektrostacijas. Plānots, ka elektrolīzes iekārtas jauda būs 100 kW. Savukārt AS "Latv­energo" ūdeņraža projekts paredz, ka tiks ražots zaļais ūdeņradis, pielietojot polimēru elektrolīta membrānas elektrolīzes iekārtu un elektroenerģiju no mainīgas ģenerācijas vai no Daugavas hidroelektrostacijas, TEC-2 saules baterijām vai no plānotās AS "Latvenergo" vēja elektrostacijas.

Saražotais ūdeņradis tiks uzglabāts vai izmantots uzreiz sadedzināšanai gāzes turbīnās TEC-2. Pirms sadedzināšanas iegūtais ūdeņradis tiks sajaukts ar dabasgāzi sajaukšanas blokā. Tā īpatsvars gāzes maisījumā nedrīkst pārsniegt 5% (pēc tilpuma), lai neietekmētu TEC-2 iekārtu darbību. Ūdeņraža uzglabāšana ir paredzēta tā vēlākai izmantošanai TEC-2 elektrisko ģeneratoru dzesēšanai vai pārdošanai ārējiem lietotājiem. Pamatojoties uz sākotnējās izpētes rezultātiem, tika noteikta elektrolīzes jauda 6,5 MW. Taču, veicot padziļinātu izpēti, iesaistot ārējos ekspertus, tika secināts, ka elektrolīzes jauda varētu sasniegt līdz 20 MW un uzglabāšanas kapacitāte līdz 40 668 kg. Ūdeņraža pilotprojektu plānots realizēt līdz 2025. gadam, bet līdz 2030.–2035. g. tiek plānots uzstādīt lielākas jaudas elektrolīzes iekārtu (virs 100 MW). Zaļā ūdeņraža ražošanai AS "Latvenergo" plāno būtiski palielināt vēja un saules elektrostaciju jaudu, kas kopā var pārsniegt 2000 MW. Kopā ar esošajām hidroelektrostaciju jaudām tās varētu nodrošināt elektrolīzes iekārtas ar zaļo elektroenerģiju.

Kas ir zaļais ūdeņradis?

l Vieglākā un visizplatītākā gāze Visumā (73%)

l Mazākā no molekulām – 3 miljoni H2 molekulu var ietilpt cilvēka mata platumā

l Katrā no mums ir aptuveni 10% ūdeņraža

l H2 ir 14 reizes vieglāks par gaisu

Avots: SIA "H2Latvia"



Foto: Timurs Subhankulovs / Ūdeņraža tehnoloģiju ieviešanā svarīga loma ir gan valstij, kurai ir jāizstrādā ceļa karte un stratēģija, gan mazo ekosistēmu jeb ūdenraža “ieleju” attīstībai,” uzskata uzņēmuma “H2Latvia” vadītājs Kaspars Liepiņš.

#SIF_MAF2022 | #Elektrizēts