Ūdeņradis Latvijā — būs jālec braucošā vilcienā

2022. gadā ūdeņradis veidoja mazāk nekā 2% no Eiropas enerģijas patēriņa un galvenokārt tika izmantots ķīmisko produktu, piemēram, plastmasas un minerālmēslu, ražošanā. 96% šī ūdeņraža ražoja, izmantojot dabasgāzi, tādējādi rodas ievērojams daudzums CO2 emisiju.

Eiropas Savienība (ES) kā vienu no prioritātēm izvirzījusi atjaunojamā ūdeņraža attīstīšanu. Mērķis ir līdz 2030. gadam saražot 10 miljonus tonnu zaļā ūdeņraža, kā arī vēl 10 miljonus tonnu importēt. ES redz ūdeņradi kā būtisku tehnoloģiju, lai samazinātu fosilo degvielu izmantošanu, bet kā ir ar Latviju? Diemžēl Latvijā ir uzsākti vien daži pilotprojekti un sadarbības projekti ar citām valstīm. Plānu par savām ūdeņraža ražotnēm pagaidām nav. Nozarē bažījas, ka šobrīd palaižam garām iespēju investēt tehnoloģijās, lai nākotnē mēs jau būtu gatavi ūdeņraža apvērsumam.

Aktīva ignorance

Aptaujātos ūdeņraža nozares ekspertus satrauc, ka Latvijai joprojām nav ūdeņraža stratēģijas, turklāt no atbildīgajām ministrijām arī nedzirdot vēlmi tādu izstrādāt.

Latvijas Ūdeņraža asociācijas valdes loceklis Aivars Starikovs "Latvijas Avīzei" norādīja, ka vissliktākā situācija esot ar jauno Klimata un enerģētikas ministriju (KEM), kura visas oliņas vēloties ielikt elektrifikācijas groziņā un par ūdeņradi speciāli vai netīšām, bet ir aizmirsusi. Starikovs atceras, ka ES jau 2019. gadā prezentēja dzelzceļa pētījumu, kurā teica, ka ūdeņradim ir potenciāls kā degvielai, ar kuru darbināt lokomotīves. "Ministrija pirms gada ielika plānā, ka šo jautājumu pētīs tikai 2026. gadā… Cik vēl tālāk? Bijām arī sagatavojuši dzelzceļa projektu ar ūdeņradi, ko Eiropā vērtēja atzinīgi, bet Satiksmes ministrija pateica, ka nevajag," teic Starikovs.

Viņš norāda, ka šobrīd vienīgā tehnoloģija, ko amatpersonas var parādīt Eiropas augstajām amatpersonām, ir "Rīgas satiksmes" trolejbusi. 

"Es sauktu šo visu par aktīvu ignoranci. KEM tūlīt publiskos savu stratēģiju nākamajiem gadiem, viņi visu grib elektrificēt. Nezinu, kas viņiem padomā. 

Sagaidām no amatpersonām tehnoloģisko neitralitāti – lai viņi neizvēlas tehnoloģijas. Ja likuma ietvars izveidots, ka laivu stumj uz vienu pusi, tad uz to pusi tikai arī aizbrauksi."

Par šķidru ūdeņraža politiku nosauc arī Zaļo un viedo tehnoloģiju klastera projektu vadītājs un Latvijas Ūdeņraža alianses darbības koordinators Kaspars Liepiņš. "No alianses puses esam izvirzījuši tēzes ūdeņraža attīstībai. Piemēram, jāvirzās uz eksportu, jo pašā Latvijā nav tik daudz patērētāju, lai spētu nosegt visu potenciālo piedāvājumu. Cerams, ka dialogs izveidosies, bet skaidrs, ka politika nav koordinēta. Liela daļa no mehānismiem atrodas valsts pusē – valsts kapitālsabiedrībās. Bez "Augstsprieguma tīkla" un gāzes tīkla infrastruktūras, bez "Sadales tīkla" iesaistīšanās nekas nenotiks."

Liepiņš norāda, ka lielākais izaicinājums ir ambīciju trūkums ierēdņu un amatpersonu vidū tieši zaļās enerģētikas jomā. "Igauņi un lietuvieši arī kritizē savu valdību, bet viņiem projekti ir, nauda no Atjaunošanas un noturības mehānisma tiek likta ūdeņraža projektos. Mēs gaidām, kad vezums aizbrauks, un tad mēģināsim ielēkt, būs jāairējas pret straumi. KEM ministrs nesen vienā forumā teica, ka jāveic saprātīgas un ekonomiski pamatotas investīcijas. Bet tā mēs visu nokavēsim. Paskatāmies uz Somiju – tur ir skaidrs mērķis. Top vēja parki, ūdeņraža un zaļā amonjaka, arī zaļo minerālmēslu ražotnes, tāpat lielā ātrumā investē zaļajā tēraudā. Viņi nesen paziņoja cenu – par apmēram 25% dārgāk nekā parastais tērauds, bet viņiem jau šobrīd pircēji stāv rindā," situāciju ieskicē Kaspars Liepiņš.

"Ideāli būtu, ja valsts ieraudzītu eksportspējīgas nozares attīstību caur ūdeņraža prizmu un stimulētu šo jomu. Klimats pats no sevis neatjaunosies. 

Ir jāpieliek pūles, lai to atjaunotu, tāpēc visas valstis mērķtiecīgi iegulda pirmajos soļos, lai industriju iekustinātu un novirzītu nozares no fosilajiem resursiem uz, piemēram, ūdeņradi," saka Liepiņš.

Abi eksperti ūdeņradim redz lielu potenciālu Latvijā. "Vācija jau pateikusi, ka ar savām atjaunojamo resursu jaudām nepietiks un vajadzēs enerģiju importēt. Visai Centrāleiropai vajadzēs Baltijas valstu enerģiju, jo mēs esam maziņi pret to, cik daudz varētu saražot – nespēsim paši iztērēt. Līdz ar to mēs varētu viņiem nodrošināt gan ūdeņradi, gan elektrību. Latvija varētu kļūt par atjaunojamo energoresursu Kuveitu," piebilda Aivars Starikovs.

Problēmas ar pielietojumu un deindustrializāciju

Pieņemot, ka ūdeņraža ražošanu tomēr kaut kā iedzīvināsim, redzot arī to, kādos apmēros valsts dodas lielu vēja parku virzienā, ko ar ūdeņradi darīsim tālāk? Kaspars Liepiņš to sauc par vēl vienu izaicinājumu. "Mūsu Klimata un enerģētikas plānā ielikts, ka jebkuram AER parkam, kurš lielāks par 50 MW, nepieciešams paredzēt uzkrāšanas tehnoloģiju. Diemžēl plānā nav minēts, ko ar to uzkrājumu darīt. Jāizmanto cauruļvadi, ostas? Tā ir infrastruktūra, kura būs vitāli nepieciešama."

Kopumā lielākais potenciāls ūdeņraža izmantošanai ir minerālmēslu ražošanā, biodegvielas stabilizēšanā, metanola un ķīmiskajā ražošanā, lielajā un mazajā kuģniecībā, aviodegvielas ražošanā, ilgtermiņa tīkla balansēšanā, smagajā ceļu tehnikā, smagajās mašīnās un tālsatiksmes autobusos. Šajās nozarēs ūdeņradis finansiāli būtu izdevīgākais risinājums, salīdzinot ar visām alternatīvām.

Vēl viens izaicinājums ir pat atsevišķu nozaru izzušana, Eiropai ražotnes pārceļot uz lētāka darbaspēka valstīm. Tagad šī politika rada problēmas un Eiropai ražojošās kapacitātes vajag atpakaļ. 

"Alumīnija ražotāji teikuši, ka patērēs ar prieku ūdeņradi, bet, kamēr sagaidīs, tikmēr nozare vairs neeksistēs. 

Kopš 2000. gada deindustrializācija Eiropā bijusi 20% apmērā, ASV apmēram 15% apmērā. Āzijā, Ķīnā tieši otrādi," norāda Liepiņš.

Ūdeņradis izglābs Ventspils ostu?

Ieskatīsimies tajos dažos projektos, kuri pēdējā laikā Latvijā izziņoti saistībā ar ūdeņraža attīstību.

Vasarā tika izziņots "BalticSeaH2" jeb Baltijas reģiona ūdeņraža ielejas sadarbības projekts, kurā iesaistījušies 40 partneri no deviņām Baltijas jūras reģiona valstīm. Visvairāk no Somijas un Igaunijas, kuras būs arī projekta centrs, bet divi partneri ir arī no Latvijas – jau minētais Zaļo un viedo tehnoloģiju klasteris, kā arī Rīgas brīvostas pārvalde. Tajā plānots ieguldīt kopumā 33 miljonus eiro, no kuriem maza daļiņa –143 tūkstoši – atleks arī projektiem Latvijā.

Projekta mērķis ir izveidot liela mēroga pārrobežu ūdeņraža ieleju jeb ekosistēmu ap Baltijas jūru. Tiks izveidota integrēta ūdeņraža ekonomika ap Baltijas jūru, lai nodrošinātu enerģijas pašpietiekamību un samazinātu oglekļa emisijas no dažādām tautsaimniecības nozarēm. Projekta laikā tiks sākti 25 tehnoloģiju pilotēšanas, demonstrāciju un investīciju projekti dažādas ūdeņraža vērtību ķēdes segmentos ar kopējo ieguldījumu potenciālu ap četriem miljardiem eiro.

Zaļo un viedo tehnoloģiju klasteris šajā projektā fokusēsies uz pētījumiem par zaļā amonjaka ražošanas un pielietošanas potenciālu un līdzdarbosies projekta aktivitātēs, kuru mērķis ir atvieglot ūdeņraža ieleju nākotni Latvijā. Klasteris sadarbosies arī ar Ventspils ostu. 

"Vairs nav Krievijas kravu, un ostai varētu dot jaunu iespēju, ja varētu iedzīvināt ūdeņradi.

Ostā varētu gan uzglabāt ūdeņradi, gan pārkraut, gan izmantot kā eksporta produktu un citiem mērķiem. Piecu gadu laikā mums jāgūst izpratne par to, ko mums vajag, lai īstenotu visus projektus," norāda Kaspars Liepiņš.

Savukārt brīvosta fokusēsies uz projektu, kas saistās ar multimodāla ūdeņraža ražošanu un izmantošanu ostā – gan ostas transportam, gan flotei, gan elektrifikācijai, gan krasta elektroapgādei.

Vēl viens interesants projekts saistāms ar lidostu "Rīga". Arī šovasar "Interreg Baltijas jūras programmas" ietvaros finansējuma kategorijā "Zaļā mobilitāte" tika apstiprināts Hamburgas lidostas iniciētais projekts "Baltijas jūras reģiona ūdeņraža gaisa transports – Baltijas jūras reģiona lidostu sagatavošana zaļajam ūdeņradim", kura mērķis ir labāk savienot Baltijas jūras lauku reģionus ar esošajiem aviācijas mezgliem, izmantojot arī ar ūdeņradi darbināmas mazas lidmašīnas. Tāpat no Latvijas projektā piedalīsies Latvijas Biozinātņu un tehnoloģiju universitāte, aviācijas degvielas piegādātājs SIA "Gulfstream Oil", "Air Baltic", Liepājas lidosta u. c.

Projekta budžets ir aptuveni 4,8 miljoni eiro, no kuriem aptuveni 1,1 miljons eiro tiks atvēlēts Hamburgas lidostai, bet pārējie projekta partneri saņems ES finansējumu aptuveni 80% apjomā. 

Svarīga projekta sastāvdaļa ir zaļā, gāzveida ūdeņraža piegādes ķēdes attīstība no ražošanas līdz lidmašīnu degvielas uzpildei. 

Projekta mērķis ir izstrādāt priekšnosacījumus lidostas infrastruktūrai, kas ir pielāgota ar ūdeņradi darbināmām lidmašīnām. Tā noslēgumā visām lidostām ir jābūt gatavām investēt un īstenot savus infrastruktūras projektus pašu spēkiem, kā arī no Hamburgas lidostas paredzēts demonstrācijas lidojums ar ūdeņraža lidmašīnu. "Lidosta "Rīga" ir izvirzījusi ambiciozus mērķus ilgtspējas jomā, lai kļūtu par klimatneitrālu lidostu. Dalība dažādu veidu inovāciju projektos ir viens no veidiem, kā šos mērķus sasniegt," tā pēc projekta izziņošanas sacīja lidostas valdes loceklis Normunds Feierbergs.

Tāpat nevar neminēt "Latvenergo" ūdeņraža pilotprojektu, kura laikā "Latvenergo" plāno saražot ūdeņradi un līdz 5% apmērā pievienot pie gāzes TEC. Uzņēmuma valdes priekšsēdētājs skaidrojis, ka pilotprojekta ietvaros tiks pētīts, vai ūdeņraža pievienošana gāzei ir praktiski izmantojama. Pētījumos minēts, ka pie gāzes var pievienot līdz pat 20% ūdeņradi.

"Latvijas Avīzei" "Latvenergo" Pētniecības un investīciju direktors Didzis Solims sacīja, ka ūdeņradis Eiropā ir vienlaikus iespēja un arī izaicinājums. 

"Iespēja tādēļ, ka ūdeņradis ir ceļš, kā dekarbonizēt virkni industriju, piemēram, metalurģiju.

Vienlaikus tas ir izaicinājums, ja nav valsts atbalsta. Piemēram, "Ūdeņraža banka" kā atbalsta instruments ir viens mazs Eiropas solis pareizajā virzienā. No vienas puses, uzņēmumi Eiropā ir gatavi spert soļus, lai vismaz daļēji dekarbonizētu savu darbību, un tas ir ļoti apsveicami. No otras puses, lai dekarbonizētu visu savu darbību, Eiropai pašlaik nepietiek nedz zaļās enerģijas, nedz tirgus ir gatavs maksāt būtiski vairāk par produktiem, kuri saražoti ar dārgu ūdeņraža enerģiju. Šis iezīmē izaicinājumu. Mēs šo situāciju saprotam un mēģinām tajā saskatīt iespējas."

Nesnauž arī zinātnieki

Latvijas gadījumā liels potenciāls ūdeņraža ražošanai varētu būt no biomasas. Ūdeņradi var ražot gan no koksnes, gan lauksaimniecības atkritumiem – gazifikācijas procesā, kad ļoti augstā temperatūrā bez sadegšanas veidojas ūdeņradis. Tas ir dziļi zaļais ūdeņradis – klimatnegatīvs. Kas paliek pāri no biomasas? Ogles, ko var izmantot arī lauksaimniecībā, tās iestrādājot zemē.

"Mums ir aptuveni deviņi miljoni tonnu lauksaimniecības atkritumu, no kā pārstrādā nulli – salmi, rapšu salmi vienkārši sapūst uz laukiem. Vēl ir šķelda un mežsaimniecības atlikumi, kam 30% gadījumu atrod izmantojumu. Un ir arī ap 230 000 tonnu sadzīves atkritumu. Vietām tos sadedzina, bet dedzināšanai ir zemāka pievienotā vērtība, rodas arī emisijas," saka Kaspars Liepiņš.

Ja runājam par mūsu zinātnieku veikumu ūdeņraža tehnoloģiju izzināšanā un attīstīšanā, noteikti jāmin Rīgas Tehniskās universitates zinātnieku paveiktais sadarbībā ar Latvijas Universitātes Ķīmijas fakultātes un arī Cietvielu fizikas institūta kolēģiem. 

Zinātnieki raduši veidu, kā ar augstu efektivitāti un drošā veidā ražot ūdeņradi, ko izmantot enerģijas menedžmentā. Šajā gadījumā – uzkrāšanā. 

Zinātnieku izstrādāto inovatīvo risinājumu Latvijas Zinātņu akadēmija atzina par vienu no 2022. gada sasniegumiem zinātnē. Tas publicēts arī starptautiskā zinātniskā žurnālā, apliecinot atklājuma novitāti un nozīmību.

RTU Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultātes Materiālu un virsmas tehnoloģiju institūta direktors profesors Andris Šutka norāda, ka enerģiju var uzkrāt baterijās, akumulatoros, bet to nav iespējams darīt ilgstoši. Otrs variants – izmantot elektrību, lai elektrolīzes procesā šķeltu ūdeni un ražotu ūdeņradi. Jāatceras, ka atjaunojamās enerģijas stacijām ir raksturīgas mainīgas slodzes, piemēram, stiprā vējā vai saulainā laikā un pavasara palos enerģijas ražošanas jaudas ir lielas un tiek saražots pat vairāk, nekā iespējams patērēt, un atlikums tiek pārdots tīklā. Savukārt laikā, kad ražošanas jaudas ir mazākas, enerģija ir jāiepērk. Nereti pat ļoti dārgi.

Attiecīgi Latvijas zinātnieki izstrādājuši inovatīvu amfotēro atsaistīto elektrolīzi. Atsaistītā elektrolīzē gāzu izdalīšanās ir atdalīta telpā, nevis ar membrānu – vienā sārmainā telpā izdalās skābeklis, bet otrā skābā vidē – ūdeņradis. Telpas ir savienotas ar elektrodiem un palīgelektrodiem. Zinātnieku attīstīto metodi veido divi cikli. Šutka skaidro, ka viens ir jonu akumulēšanas cikls – ūdeņradis un skābeklis izdalās ar mazu efektivitāti, bet palīgelektrodos akumulējas joni. Otrā ciklā ar nelielu enerģijas pievadi joni no palīgelektrodiem izdalās, ražojot ūdeņradi un skābekli ar efektivitāti līdz pat 200%. "Kad enerģijas ražošanas jauda ir liela, piemēram, saulainā dienā, joni uzkrājas palīgelektrodos. Kad enerģija ir dārga, ar nelielas enerģijas jaudas pievienošanu var sākt izdalīt augstas tīrības gāzes," Šutka skaidro, kā ar inovatīvo metodi var nodrošināt enerģijas uzkrāšanu.

"Mēs demonstrējām 10 miliampēru strāvu. Tātad vāju, lēnu elektrolīzi. Nodemonstrējām arī 100 miliampēru strāvu. Un varam arī demonstrēt ampēru, kas jau būtu industrijai interesanti," tā savukārt norādījis otrs pētījuma autors Mārtiņš Vanags.

Foto: Latvijas Avīze / Latvijas Mediji

Projekti top kā sēnes pēc lietus

Uz ko Latvijai tiekties? Kamēr pie mums tiek sākti mazi pilotprojekti un joprojām lepojamies ar ūdeņraža trolejbusiem, Eiropā katru mēnesi nāk klajā ar vairākiem milzīgiem ūdeņraža projektiem, kuros investēti simtiem miljonu eiro.

Viens no pēdējā laika lielākajiem projektiem top Lisekilā, Zviedrijā, kur nākamā gada beigās plānots pabeigt 200–500 MW jaudīgo ūdens elektrolīzes ūdeņraža ražotni. 

Rezultātā plānots līdz 2030. gadam saražot piecus miljonus kubikmetru ūdeņraža, ko izmantot kā degvielu. Zviedrijai tas sniegs iespēju samazināt visu transporta nozarē radīto CO2 par apmēram 20%.

Šī gada sākumā pirmo no trim termoelektrostacijām Štutgartē, Vācijā sāka būvēt "EnBW". To plānots pabeigt 2026. gada sākumā. Uzreiz pēc pabeigšanas siltumu un elektrību ražos no gāzes, kā arī ūdeņraža, aizstājot ogļu kurināšanu. Savukārt vēlākais no 2035. gada TEC darbībai izmantos tikai zaļo ūdeņradi. Kopējās investīcijas trīs TEC plānotas 1,6 miljardu eiro apmērā.

Dānijas zaļo tehnoloģiju uzņēmums "Topsoe" šī gada sākumā sāka ūdeņraža elektrolīzes ražotnes būvniecību. To plānots pabeigt 2025. gadā, un tās jauda būs 500 MW gadā. Projekta izstrādātājs paredzējis, ka būs iespēja ražotni paplašināt tiktāl, lai tās jauda pieaugtu līdz pat 5 GW. Investīciju apmērs – 270 miljoni eiro.

Iespaidīgu ūdeņraža ražotni Zviedrijā plāno būvēt arī Šveices inženierijas un tehnoloģiju milzis "ABB" sadarbībā ar atjaunojamās enerģijas uzņēmumiem "Lhyfe" un "Skyborn". Kad projekts tiks pabeigts, plānots ik dienu saražot 240 tonnas ūdeņraža, kas atbilstu apmēram 1,8 miljoniem barelu naftas gadā.

Tie ir tikai daži no lielākajiem piemēriem, uzņēmumiem un valdībām aptverot ūdeņraža potenciālu un neņemot vērā tehnoloģijas stereotipus, kuri ir novecojuši. "Latvijā ir problēmas ar inovācijām, jo ierēdņi baidās riskēt. Alga taču no tā nemainīsies, bet jāstrādā būs, visticamāk, virsstundas. Tikmēr privātajā sektorā par uzņēmuma dekarbonizāciju ir iespēja iegūt bonusus," saka Kaspars Liepiņš.

Sava enerģija

Foto: #sif_maf2023

Mediju atbalsta fonda ieguldījums no Latvijas valsts budžeta līdzekļiem. Par publikācijas saturu atbild "Latvijas Avīze".