Pramonė visame pasaulyje susiduria su sudėtingu uždaviniu – užtikrinti gamybos augimą, kartu mažinant poveikį klimatui. Kaip gaminti daugiau, bet išskirti mažiau teršalų ir tausoti energiją? Atsakymą siūlo mokslininkų kuriamos inovacijos, rašoma Lietuvos energetikos instituto (LEI) pranešime žiniasklaidai.
Tikslas – atsisakyti iškastinio kuro
„Šiuo metu pramonei kyla keli pagrindiniai iššūkiai. Vienas didžiausių – priklausomybė nuo iškastinio kuro. Siekdami spręsti šią problemą, verslo ir mokslo atstovai ieško naujų energijos šaltinių ir alternatyvių kuro rūšių, o tai reikalauja technologinių naujovių. Tačiau tam tikrose pramonės šakose, pavyzdžiui cemento gamyboje, vien tik iškastinio kuro pakeitimas alternatyviais šaltiniais nepašalina visų CO2 emisijų, nes dalis jų susidaro pačiame gamybos procese, nepriklausomai nuo naudojamo kuro. Todėl siekiant visiškos dekarbonizacijos, prireikia papildomų technologinių sprendimų“, – sako Lietuvos energetikos instituto (LEI) Degimo procesų laboratorijos vadovas dr. Rolandas Paulauskas. Jis dalyvaus spalio 9–10 d. vyksiančioje Masačusetso technologijos instituto (MIT) Tarptautinių mokslo ir technologijų iniciatyvų (MISTI) konferencijoje.
Rolandas Paulauskas | Asmeninio archyvo nuotr.
Pasak dr. R. Paulausko, vienas iš šiandien taikomų pramonės sprendimų – surinkti išmetamą CO2 ir jį saugoti tokioje vietoje, kur jis nepatektų į atmosferą. Pavyzdžiui, žemės arba jūros gelmėse. Tačiau taip užkraunama našta ateities kartoms, kurioms teks tuo rūpintis.
„Kitas būdas – surinktą CO2 panaudoti naujų medžiagų ar kuro gamybai. Pavyzdžiui, gaminant sintetines dujas, metanolį ar kitą kurą, kurį galima naudoti pramonėje ar transportui, – paaiškino mokslininkas. – Tačiau tam reikia pažangių technologijų ir daug energijos. Be to, tokie procesai kol kas yra brangūs ir reikalauja specialios infrastruktūros“.
Į pagalbą – mokslo inovacijos
Prie šių iššūkių sprendimo reikšmingai prisideda mokslas. Tyrėjai visame pasaulyje ieško būdų, kaip efektyviau išgauti energiją, mažinti atliekų kiekį ir optimizuoti energijos naudojimą. Tyrimus, padedančius pramonei mažinti teršalų kiekį ir gaminti tvariau, jau keletą dešimtmečių vykdo ir LEI Degimo procesų laboratorija. Mokslininkai čia kuria ir tobulina degiklius, padedančius sumažinti teršalų kiekį deginant dujas ir skystą kurą, bei tiria probleminių atliekų – stiklo pluošto, panaudotų žvejybinių tinklų, nuorūkų ar dumblių – utilizavimą.
„Mūsų laboratorijos sukauptos žinios leidžia paversti įvairias atliekas naudingomis medžiagomis, kurias galima panaudoti chemijos produktų, elektros ir šilumos gamyboje. Šiuo metu vadovaujame programos „Europos Horizontas“ projektui GIFFT, kurio tikslas – novatoriškas šilumos gamybos sprendimas stiklo pramonei. Kuriama tvari, hibridinė, biokurui pritaikyta technologija, kuri leistų atsisakyti gamtinių dujų, panaudojant plazminius deginimo bei dujinimo procesus“, – pasakoja dr. R. Paulauskas.
Degiklių bandymai Lietuvos energetikos institute | Pranešimos žiniasklaidai autorių nuotr.
Stiklo pramonė yra viena iš daugiausiai energiją naudojančių ir didžiausią CO2 pėdsaką paliekančių sektorių. Todėl, pasak pašnekovo, svarbu imtis priemonių, kad būtų sumažinta jos paliekama tarša. GIFFT projekte glaudžiai bendradarbiauja Lietuvos, Anglijos, Vokietijos ir Švedijos mokslininkai bei įmonės iš Vokietijos ir Lietuvos. Projekto partneriai kartu kuria ir testuoja naujus plazminius degiklius bei inovatyvias šilumos gamybos sistemas. Derindami mokslines žinias su pramonės patirtimi, jie siekia šią technologiją pritaikyti praktikoje, užtikrinant tvaresnę stiklo gamybą.
Plastiko atliekos – energijos šaltinis ateities gamykloms
Pasak dr. R. Paulausko, vis didesniu iššūkiu pramonei tampa plastiko atliekos. Didelė jų dalis susidaro gamybos procesuose, todėl gamykloms tenka rūpintis atliekų tvarkymu bei perdirbimu. Ši problema ypač aktuali Šiaurės ir Baltijos šalyse – net 70 proc. Baltijos jūroje randamų šiukšlių sudaro plastikas. Dėl šios priežasties dedama daug pastangų ne tik surinkti atliekas, bet ir iš jų išgauti energiją, kurią būtų galima panaudoti kaip žaliavą gamykloms. Iki šiol daug dėmesio skirta deginimo technologijoms, tačiau didėjant deginamų atliekų kiekiui, išmetama daugiau CO2.
Plastikas | „Unsplash“ nuotr.
Atsižvelgdami į Žaliojo kurso ir Šiaurės vizijos 2030 m. tikslus, LEI mokslininkai kartu su Norvegijos tyrėjais vykdo projektą „E-Pla2Meth“. Jo tikslas – pademonstruoti dviejų intensyvių procesų koncepciją, leidžiančią plastiko atliekas paversti metanoliu, naudojant vandens garų plazmos dujinimą ir sorbcija pagerintą metanolio sintezę. Metanolis gali būti tiesiogiai naudojamas kaip kuras gamyklose, todėl atliekos tampa naudingomis pramonei, mažėja iškastinio kuro poreikis ir CO2 emisijos, efektyviau panaudojami vietiniai ištekliai.
Ambicingi tikslai
Dr. R. Paulauskas atkreipė dėmesį, kad pagal savo užsibrėžtus tikslus, Europa yra lyderė pramonės dekarbonizacijos ir tvarių energetinių sprendimų srityje. Pašnekovo teigimu, per kelis dešimtmečius ES gamyklos išties gali pasiekti beveik neutralų poveikį aplinkai.
„Pastebiu, kad pramonė palankiai žiūri į naujas technologijas ir žengia teisingu keliu, siekdama sumažinti iškastinio kuro vartojimą ir, galiausiai, jo visiškai atsisakyti. Matome investicijas į tvarias inovacijas, pavyzdžiui, anglies dvideginio surinkimo, panaudojimo ir saugojimo technologiją (CCUS), kuri derinama su metanolio sinteze. Gamybos metu išsiskyręs CO2 surenkamas, o tada konvertuojamas į metanolį – produktą, kuris gali būti naudojamas kaip kuras arba energijos šaltinis pramonėje ir transporto sektoriuje, – paaiškino mokslininkas. – Tokiu būdu pagaminta šiluma ar elektros energija tampa CO2 neutrali, nes anglies dioksidas nėra išmetamas į atmosferą, o grįžta į naują, naudingą ciklą.
Tvarumo siekiui taip pat pasitarnauja termocheminės atliekų konversijos technologijos – dujinimas ir pirolizė – leidžiančios perdirbti atliekas į naudingus produktus ir taip prisidėti prie klimato kaitos mažinimo. Manau, tik laiko klausimas, kada šios technologijos bus pramonėje pritaikytos platesniu mastu.“
Degiklių bandymai Lietuvos energetikos institute | Pranešimos žiniasklaidai autorių nuotr.
Tvarios transformacijos
Mokslininkas pastebi, kad šiandienos pramonėje matomos kelios ryškiausios tendencijos, formuojančios ateities gamyklų veidą. Viena jų – iškastinio kuro pakeitimas klimatui neutraliu kuru, pavyzdžiui, vandeniliu, amoniaku ar sintetiniu kuru. Sparčiai vystosi ir minėta CO2 surinkimo ir panaudojimo technologija, padedanti užtikrinti, kad anglies dvideginis nepatektų į atmosferą, o būtų panaudotas, pavyzdžiui, dimetilio eterio, metano ar metanolio gamybai.
Dar viena tendencija – platesnis atsinaujinančių energijos šaltinių (saulės, vėjo, biokuro) taikymas įvairiose pramonės srityse. Pašnekovo teigimu, pramonės atstovai vis labiau orientuojasi į gamybą, kuri tausotų aplinką, mažintų atliekas ir optimizuotų energijos bei išteklių naudojimą.
„Manau, kad nepriklausomai nuo to, kokiu būdu pramonė atsisakys iškastinio kuro, technologiniai pokyčiai yra neišvengiami. Nesvarbu, ar tai būtų anglies turinčio kuro ribojimas tiesioginio degimo procesuose, ar modernizacija pereinant prie elektros energijos – gamybos rezultatai išliks tokie patys, tačiau jų kainą lems technologijų efektyvumas. Glaudus pramonės ir mokslo bendradarbiavimas šiuo atveju tampa ypač svarbus“, – pabrėžia dr. R. Paulauskas.
Konferencijoje – ateities vizijos
Dr. R. Paulauskas – vienas iš spalio 9–10 d. Vilniuje ir Kaune vyksiančios tarptautinės konferencijos „Žmogiškos ir daugiau nei žmogiškos ateitys: technologinės inovacijos bendrabūviui kurti“ dalyvių. Spalio 9 d. Vilniaus universitete jis pasidalins savo įžvalgomis apie ateities energetiką diskusijoje „Ateities gamyklos: nuo kvantinio tikslumo iki pažangiųjų medžiagų“.
Konferenciją organizuoja Lietuvos mokslo ir verslo konsorciumas kartu su pasaulyje lyderiaujančiu Masačusetso technologijos universitetu (MIT, JAV), ją remia Lietuvos mokslo taryba.
Lietuvos konsorciumo, bendradarbiaujančio su MIT, nariai: koordinatorius – Vytauto Didžiojo universitetas, Kauno technologijos universitetas, Klaipėdos universitetas, Vilniaus universitetas, Vilniaus Gedimino technikos universitetas, Vilniaus dailės akademija, Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centras, Lietuvos energetikos institutas, AB „Ignitis grupė“, LTG grupė, UAB „Euromonitor International – Eastern Europe“ ir UAB „Novian“.
Šaltinis: lrt.lt