Par “atjaunīgiem” enerģijas avotiem, kodolenerģiju un fosilo kurināmo

Daudzi iedomājas, ka sasniegt klimata neitralitāti var tikai ar “atjaunīgiem” (šeit un tālāk lasiet — vājiem, neuzticamiem un lielus resursus prasošiem) enerģijas avotiem — sauli un vēju. Daži pielaidīgākie atzīst, ka cīņā pret globālo sasilšanu “jāizmanto visi ieroči, tajā skaitā kodolenerģija”. Gan vieni, gan otri neapzinās, ka cīņā pret globālo sasilšanu praktiski vienīgais ierocis ir kodolenerģija, kam citi enerģijas avoti tikai traucē un lieki tērē Zemes resursus.

Kopš elektrības pirmsākumiem tās ražošana bija sarežģīta un dārga, bet pārvade – vienkārša un lēta. Elektrība plūda no ģeneratoriem uz patērētājiem. Ražotāji vēroja tīkla frekvenci un, ja tā samazinājās, tie palielināja ražošanas jaudu, lai tā atbilstu pieaugošam pieprasījumam, vai otrādi.

Diemžēl mēs esam aplipināti ar prāta vīrusu, ka ir moderni un “zaļi” izmantot vājus un neuzticamus enerģijas avotus, tāpēc ka tie skaitās “atjaunīgi”. Bet atjaunīgo resursu jaudu nevar vadīt, tie ražo tad, kad var, nevis tad, kad vajag. Civilizācijai elektrība nav kā mums pārtika, kuru pietiek ieēst pāris reizes dienā un rezerves var noglabāt uz nedēļu. Civilizācijai elektrība ir kā mums gaiss, kas ir nepieciešams nepārtraukti, bet rezerves pietiek labi ja minūtei. Tāpēc tad, kad saule un vējš elektrību neražo, talkā nāk fosilā kurināmā (ogļu, petrolejas un gāzes) “rezerves” jaudas, pamatā petrolejas vai gāzes turbīnas — uzbaroti lidmašīnu dzinēji ar ģeneratoriem, jo tiem ir diezgan viegli sekot pēkšņiem slodzes pieaugumiem vai kritumiem. Tikai fosilā kurināmā problēma ir tā, ka, lai arī stacijas ir lēti būvēt, to ekspluatācija ir dārga, jo galvenās izmaksas ir degviela. Līdz ar to, pūšot vējam un spīdot saulei, kad elektrības tirgus cena krītas, fosilās degvielas elektrostacijas kļūst nerentablas, tāpēc tās ir gatavas atdot vietu atjaunīgiem resursiem.

Izmantojot neuzticamus enerģijas avotus, ir nepieciešamas ķīmiskās baterijas, sūknēta ūdens krātuves, ūdens elektrolīze t.s. ūdeņraža ekonomijai, transports uz māju vai tīklu, katrā mājā pa kādam saules panelim neatkarībai no tīkla saulainā un pa rezerves motorģeneratoram pārējā laikā, u.c. enerģijas uzkrāšanas veidi. Vēja turbīnām jūrā vajag garas pārvades līnijas, kurās, vadot maiņstrāvu, ir pārāk lieli zudumi, tāpēc maiņstrāvu jāpārvērš līdzstrāvā. Vēja turbīnu un saules paneļu līdztrāvas-maiņstrāvas pārveidotāji nevar uzturēt tīkla frekvenci, tāpēc tīklā vajag papildu sinhrokompensatorus — milzīgus, tukšgaitā strādājošus sinhronos elektromotorus, kas ar savu inerci izlīdzina frekvences svārstības. Tas viss ir sarežģīti, neefektīvi un dārgi. Kad elektrības tirgus cena ir tuvu nullei, tas nebūt nenozīmē, ka tāda ir elektrības pašizmaksa visā sistēmā. Un, kad ar neuzticamiem avotiem nevietā un nelaikā saražotās elektrības tirgus cena ir negatīva, tas nozīmē tikai to, ka šādu elektrības atkritumu ražotāji ir gatavi piemaksāt, lai kāds tos savāc. Lai arī elektrības ražošana ar nepastāvīgiem enerģijas avotiem — sauli un vēju — ir salīdzinoši lēta, to enerģijas pārvade un it sevišķi glabāšana kļūst arvien sarežģītāka un dārgāka.

Tā vietā, lai vienkārši ražotu elektrību tik, cik vajadzīgs, “viedais” tīkls ievieš t.s. “pieprasījuma pārvaldību”. Pieprasījuma pārvaldība bija Padomju Savienībā. Praktiski tas nozīmēja, ka neko nevarēja dabūt. Ja elektrību ķersim kā saules zaķīšus un vēju laukā, mums būs jāskatās laika ziņas, lai plānotu, kad mazgāt veļu un kad izmantot elektrisko plīti vai lādēt elektrisku automašīnu.

Ja jums liekas, ka vērot elektrības cenas ir moderni, zaļi un interesanti, tad fosilā kurināmā industrija ir panākusi to, ko vēlas. Jo tas ir tikpat absurdi, kā vērot mainīgas ūdensvada, kanalizācijas un interneta pieslēguma cenas, lai noteiktu, kad sēdēšanu uz poda var apvienot ar skatīšanos telefonā un kad katru labāk darīt atsevišķi.

Visvienkāršākās un efektīvākās sistēmas ir centralizētas sistēmas. Mēs paciešam sadalītu sistēmu izmaksas un sarežģītību, ja tās nodrošina augstāku uzticamību. Taču viedais tīkls, kas balstīts uz atjaunīgiem energoresursiem, ir neefektīvs, dārgs un tomēr neuzticams. Kalifornijas štatā ASV ar tās atjaunīgajiem energoresursiem elektroenerģijas padeves pārtraukumi dažkārt ir tikpat bieži kā Āfrikas jaunattīstības valstīs Nigērā vai Čadā.

Kodolenerģijas CO₂ izmeši par kilovatstundu ir vēl mazāki kā saules un vēja enerģijai. Salīdzinot ar kopējām uzturēšanas izmaksām, kodolenerģijai degvielas izmaksas ir niecīgas. Tāpat kā ogļu (un biomasas) stacijās, kodolstacijās izmanto tvaika turbīnas, kurām ir lielāka inerce kā petrolejas/gāzes turbīnām. Kodolspēkstacijas var tikt galā ar ikdienas slodzes izmaiņām, taču tām nav vajadzības samazināt jaudu tikai tāpēc, lai dotu vietu atjaunīgās enerģijas avotiem ne CO₂ izmešu, ne izmaksu dēļ. Kodolspēkstacijām neparedzami atjaunīgie energoresursi ir tikai nevajadzīgs traucēklis un tās mierīgi var iztikt bez tiem.

Kodolenerģijai dot vietu saules un vēja enerģijai ir tas pats, kas sūtīt mājās uzticamus pastāvīgos darbiniekus katru reizi, kad viņu vietā piesakās kāds nepraša no ielas. CO₂ emisijas par kilovatstundu ir zemas tikai tajās valstīs, kurās galvenā loma ir hidroenerģijai vai kodolenerģijai. (Izņēmums ir Islande, kurai ir vērā ņemama ģeotermālā enerģija. Ir idejas, ka ģeotermālo enerģiju varētu izmantot arī citur, bet ar esošajām tehnoloģijām to praktiski realizēt nevar.) Arī hidrostacijas ir atkarīgas no vietas un laika apstākļiem (pieejamā ūdens), tomēr tās, tāpat kā fosilā kurināmā un kodolspēkstacijas, ir paredzamas un vadāmas. Neviena valsts, kas izmanto neuzticamus enerģijas avotus, nav sasniegusi zemus CO₂ izmešus elektrībai, un Vācija ir bēdīgi slavens piemērs.

Vācija savā Energiewende projektā 10 gadu laikā ir iztērējusi 520 miljardus eiro. Tā uzstādīja vēja turbīnas un saules paneļus, un apturēja visas savas kodolspēkstacijas. Rezultātā tās CO₂ emisijas elektroenerģijai ir palielinājušās, jo tā trūkstošās jaudas aizstāj ar brūnoglēm. Turklāt tā ir kļuvusi no neto elektrības eksportētāja par importētāju, nopietni kaitējusi savai ekonomikai, izraisot iedzīvotāju neapmierinātību un palielinot energoresursu izmaksas visā Eiropā.

Kodolenerģijai nav vajadzīga saules un vēja enerģija. Šis neērtais fakts ir galvenais iemesls nesaskaņām starp Franciju un Vāciju. Lai Vācija sasniegtu savus “zaļos” mērķus, Vācijas politiķi uzstāj, ka labvēlīgā laikā Francijas kodolspēkstacijām jādod vieta Vācijas vēja un saules enerģijai, bet Francija atsakās to darīt. Rezultātā Francija eksportē uz Vāciju dārgu elektroenerģiju, kad tās trūkst, bet Vācija eksportē lētu drazu elektrību, kad ir pārprodukcija.

Somija rīkojās tieši pretēji Vācijai un nesen iedarbināja Olkiluoto 3 kodolreaktoru. Tas izmaksāja 11 miljardus eiro, kas skaitās ļoti dārgi. Bet, palaižot šo reaktoru, elektrības cena samazinājās ne tikai Somijā, bet pat pie mums Latvijā. Vācija, pat neietaupot uz līdzīgu reaktoru konstrukciju, par Energiewende naudu būtu varējusi uzbūvēt 45 šādas kodolspēkstacijas un tā būtu daudz tuvāk klimata neitralitātei un nebūtu atkarīga ne no laika apstākļiem, ne fosilā kurināmā, ne kaimiņiem.

Kodolenerģijai vajag tik maz resursu un cilvēku, ka tai nepietiek interešu aizstāvju. Ja tūkstotis inženieru un celtnieku uzceļ vienu kodolspēkstaciju, tad ar dažām apkopēm daži desmiti cilvēku to var darbināt 60—80 gadus, bet nepieciešamo kodoldegvielu var piegādāt reizi pusotrā gadā ar autofurgonu.

Izkliedētā tīklā ar saules un vēja enerģiju ir iesaistīti neskaitāmas reizes vairāk. Jo tādā tīklā ir nepieciešams daudz vairāk vietas, materiālu, apkopes un pārvaldības. Naftas un gāzes platformu pārvadu strādnieki, kas iegūst rezervei nepieciešamo fosilo degvielu, raktuvju strādnieki, kas rok ogles, iegūst dzelzi, varu, silīciju un alumīniju; tērauda ražotāji, kas gatavo balstus, cementa un betona ražotāji, kas gatavo pamatus; plastmasu ražotāji, kas gatavo turbīnas un paneļus, elektriķi, kas paplašina elektrotīklu un pieslēdz baterijas; administratori, kas pārvalda lietu internetu, viedā tīkla un ierīču programmētāji; klientu pārvaldnieki, kas cīnās par klientiem ar “izdevīgākiem” tarifu plāniem. Viedajā tīklā iesaistītie baidās, ka viņi zaudēs darbu, ja tīkls būs atkal tik vienkāršs kā pirms 100 gadiem.

Daudzi gaida, kad pietiekami attīstīsies ķīmiskās baterijas, lai uzkrātu saules un vēja enerģiju. Bet nav jāgaida. Vislabākās “baterijas” ir urāna tabletes vai torija sāļi. Daži simti kilogramu šādu bateriju nodrošina GW jaudu un TWh enerģijas vairāk kā gadam.

Izmantojot fosilos resursus, mēs atgūstam 20—50× vairāk enerģijas, nekā patērējam tās iegūšanai. Ar šo enerģijas uzviju mēs esam radījuši mūsdienu civilizāciju un globālo sasilšanu. Ar izkliedētiem avotiem iegūtā enerģija ir tikai 3—10× lielāka par ieguldīto. Ar to nepietiks, lai mēs dzīvotu kā līdz šim. Ja mēs visi resursus tērētu līdzīgi, mums jau tagad vajadzētu 1,7 Zemes. Izmantojot mazāk efektīvus risinājums, mums vai nu vajadzēs vairākas zemeslodes, vai mums visiem enerģija būs mazāk pieejama un visi būsim nabagāki. Zīmīgi, ka pasaulē elektrifikācija jau ir nobremzējusies.

Fosilo resursu (un vēl lielāku) enerģijas uzviju var dot tikai kodolenerģija. Pirms fosilo resursu industrija sajuta kodolenerģijas draudus, par kodolenerģiju izdeva bērnu grāmatas “Par to, kā uzbūvēts atoms” un “Par to, kā darbojas atoms”, kodolreaktori tika būvēti ne tikai spēkstacijās, kuģos un zemūdenēs (t.sk. arī pasažieru), bet tika plānoti arī lokomotīvēs, automašīnās un pat lidmašīnās.

Kad fosilo resursu industrija sajuta draudus, attieksme mainījās. Tas sākās ar filmu Ķīnas sindroms (kas neveiksmīgi sakrita ar Trīs jūdžu salas reaktora avāriju, kurā neviens necieta). Nepamatotas bailes pret radiāciju vairoja arī aukstā kara bruņošanās draudi, kas turpinās joprojām. Arī tagad Holivuda rada tādas filmas kā Černobiļa vai Openheimers. Un pat informējoši Youtube kanāli veido sižetus, Kā sāksies kodolkarš — minūti pa minūtei vai sliktākās kodolavārijas vēsturē, vai Kā datorčipa kļūda gandrīz izraisīja kodolkaru. Lai gan kodolreaktoru saistība ar kodolieročiem ir tikpat maza kā ugunskura saistība ar ugunsmetēju. Ir dažas valstis, kurām ir kodolieroči, bet nav kodolreaktoru, un ir daudzas valstis, kurām ir kodolreaktori, bet nav kodolieroču. Un, ja neskaita milzīgas, nodokļu maksātāju subsidētas, industrijas slēptās intereses, nekas neliedz šo valstu skaitam palikt daudz lielākam.

Ražojot elektrību arvien sapiņķerētākā un dārgākā veidā, tās vietā arvien vairāk (ne tikai rūpnieciskie, bet arī privātie) patērētāji labprātāk izmanto gāzi. Lai arī daudzās valstīs no 2035. gada tiks aizliegtas automašīnas ar iekšdedzes dzinējiem, padarot elektrotīklu neuzticamu, patērētājiem kā rezerves avoti būs vajadzīgi motorģeneratori. Pieprasījums pēc tiem jau tagad ir būtisks Kalifornijā un Vācijā.

Vieta saules paneļiem vai vēja turbīnām ir tur, kur vajag tik maz elektrības, ka kodolreaktors vai gara elektrolīnija pārsniedz vajadzības. Taču visu civilizāciju nevar nodrošināt, cerot uz labvēlīgiem laika apstākļiem. Un kamēr mēs sevi mānīsim ar domu, ka var, mūsu atkarība no fosiliem resursiem, radītie CO₂ izmeši un globālā sasilšana tikai pieaugs.

Bez kodolenerģijas, ar nepastāvīgiem un neuzticamiem enerģijas avotiem, fosilie resursi ir būtiski neatņemama nepieciešamība. Ar kodolenerģiju mēs varam nodrošināt visu cilvēku vajadzības (bet ne vēlmes) vēl ilgāk, nekā pastāvēs pati Zeme, lieki netērējot ne “atjaunīgos”, ne arī fosilos resursus.

 

Autors ir Dr. sc. comp., M. Phys.