Dižciltīgās ūdeņraža tehnoloģijas
04. martā, 2022.
Māris Balodis, AS "Latvenergo" Izpētes un attīstības direktors.
Ūdeņraža tehnoloģijas ir enerģētikas nozares nākotne. Sadedzinot ūdeņradi, izdalās enerģijas un veidojas ūdens, bet nerodas CO2. Lai plaši izmantotu ūdeņraža tehnoloģijas, būtiska ir starpvalstu sadarbība un zināšanu apvienošana. 9. februārī notika pirmā Zviedrijas institūta (Svenska institutet) un Latvijas un Igaunijas atjaunīgās enerģētikas nozares pārstāvju tikšanās sadarbības projektā BASREHRT (Baltic Sea Renewable Energy and Hydrogen Experts Roundtable).
Sadarbības projekta mērķis ir izveidot zināšanu platformu ap Baltijas jūru, lai mobilizētu un palielinātu divu virzienu nozaru — ūdeņraža un atjaunīgās enerģijas — pārrobežu projektu identificēšanu un attīstību.
Ar elektrolīzi saražotais ūdeņradis ir klasiskā ķīmiskā viela H2. Tomēr šai vielai ir "dižciltīgi ciltsraksti", kas norādīs, ka tās ražošanā nav izmantoti fosilie resursi un nav radītas siltumnīcefekta gāzes. Saražotais ūdeņradis būs izmantojams kā degviela vai ķīmiskajā rūpniecībā kā pašlaik no dabasgāzes iegūtais "pelēkais" ūdeņradis.
Ūdeņraža elektrolīzes tehnoloģiju katrs var pārbaudīt mājas apstākļos. To var paveikt, ja glāzē ar ūdensvada ūdeni (var nedaudz pievienot sodu) ievieto divus elektrodus, kurus pieslēdz pie līdzstrāvas elektrības avota (automašīnas akumulatora, 9 V baterijas u.tt.). Pie viena elektroda izdalīsies ūdeņradis, pie otra skābeklis. Teorētiski no litra ūdens var iegūt nedaudz vairāk par 100 gramiem ūdeņraža. Tomēr, veicot šādu eksperimentu, ir jāievēro nepieciešamā drošība, jo jāatceras, ka ūdeņradis ir degošs.
Ūdeņraža tehnoloģijas ir arī starp Latvenergo šī brīža aktuālajiem pētniecības projektiem. Mūsu ražošanas bāze ir ar augstu ūdeņraža izmantošanas potenciālu, lai varētu prognozēt, ka pārskatāmā nākotnē no izpētes procesa jau varētu pāriet "zaļā" ūdeņraža ražošanas fāzē, ar tā starpniecību nodrošinot pieejamāku atjaunīgo elektroenerģiju.
Latvenergo veic analīzi un pētījumu par ūdeņraža iegūšanas un izmantošanas pilotprojektu uzņēmumā. Esam paredzējuši veikt investīcijas un demonstrēt ūdeņraža elektrolīzera uzstādīšanu, metāna un ūdeņraža sajaukšanas tehnoloģijas, ūdeņraža realizāciju citām nozarēm, piemēram, sabiedriskajam transportam pilsētvidē. Nozīmīga būs esošo elektrostaciju un energoapgādes infrastruktūras izmantošana sinerģijā ar jaunajām ūdeņraža tehnoloģijām.
Pašlaik strādājam, lai radītu pilotprojekta vīziju. Tā paredz, ka tiks ražots "zaļais" ūdeņradis, izmantojot polimēru elektrolīta membrānas elektrolīzes iekārtu un elektroenerģiju no TEC-2 saules baterijām vai no plānotās AS “Latvenergo” vēja elektrostacijas Priekules novadā, vai no Daugavas hidroelektrostacijām. Saražotais ūdeņradis tiks uzglabāts vai izmantots uzreiz sadedzināšanai gāzes turbīnās TEC-2. Pirms sadedzināšanas iegūtais ūdeņradis tiks sajaukts ar dabasgāzi sajaukšanas blokā. Tā īpatsvars kopējā gāzes maisījumā nedrīkst pārsniegt 5 %, lai neietekmētu TEC-2 iekārtu darbību. Ūdeņraža uzglabāšana ir paredzēta vēlākai izmantošanai TEC-2 elektrisko ģeneratoru dzesēšanai un/vai pārdošanai ārējiem lietotājiem, piemēram, transporta uzņēmumiem.
Ūdeņraža tehnoloģiju izmantošana ļaus nodrošināt uzņēmuma ilgtspējīgu attīstību un turpmāku veiksmīgu darbību enerģētikas sektorā, vienlaicīgi samazinot CO2 emisijas. Veiksmīga industrijas, akadēmiskā sektora, pašvaldību un valsts pārvaldes institūciju sadarbība ir pamats pārrobežu ūdeņraža tehnoloģijas pētījumu izstrādē un līdzekļu piesaistei viedo energokopienu izveidē.
Pasaulē ūdeņraža patēriņš ir gandrīz 100 milj. tonnu gadā, un tam ir tendence nepārtraukti pieaugt. Pašlaik lielāko daļu no tā iegūst no dabasgāzes, to apstrādājot ar ūdens tvaiku ļoti augstā temperatūrā. Atkarībā no dabasgāzes cenas šāda ūdeņraža pašizmaksa ir no 0,5 EUR/kg1. Ūdeņraža ražošana elektrolīzes procesā ir vairākas reizes dārgāka. Tomēr sagaidāms, ka līdz ar vēja un saules elektrostaciju attīstību arvien vairāk būs lētas elektroenerģijas cenas periodi, kuru laikā varēs darbināt lielas jaudas elektrolīzerus ūdeņraža ražošanai par konkurētspējīgām cenām.
Par sadarbības projektu BASREHRT (Baltic Sea Renewable Energy and Hydrogen Experts Roundtable)
BASREHRT projekta iniciatori — Zviedrijas institūts un Latvijas Ūdeņraža asociācija norāda, ka līdz pat 75 % no ES siltumnīcefekta gāzu emisijām joprojām rodas enerģētikas un transporta sektorā. Svarīgs solis šī sektora dekarbonizācijā un pārejā uz oglekļa neitralitāti ir uzglabāšanas jaudas palielināšana, lai kompensētu atjaunīgo enerģijas avotu neregulāro darbību. Ir nepieciešams nodrošināt energosistēmas spēju pielāgoties slodzes dinamikai visos laika periodos: no frekvences reakcijas līdz elastībai gada griezumā. Uzkrājot elektroenerģijas pārpalikumu, piemēram, ūdeņradī, var būtiski pilnveidot atjaunīgo enerģijas avotu integrēšanu elektroenerģijas sistēmās. Tādēļ sadarbība un labas prakses apmaiņa no ūdeņraža un atjaunīgās enerģētikas nozarēm tādos projektos kā BASREHRT var mainīt spēles noteikumus, paātrinot pāreju uz zaļo enerģiju reģionā.
Diskusijas tiek rīkotas atsevišķi katrā partnervalstī, savukārt apkopotās projektu iniciatīvas un priekšlikumi prezentēti gan izplatīšanas pasākumā, gan internetā, sasniedzot arī atjaunīgās enerģijas nozares dalībniekus citās valstīs. Nākamā diskusija notiks 28. aprīlī.