Geri norai kartais sukelia rimtų problemų. Žaliųjų partijų projektai mažinti anglies dvideginio emisijas žada perturbacijų ne tik energetikoje, transporte, bet ir visos ES žemės ūkyje. Naujas arkliukas – sintetiniai, vadinamieji e. degalai (E- Fuels).

Jais numatoma pakeisti visų rūšių degalus, gaminamus iš naftos ir gamtinių dujų. Kyla nemažai klausimų: ar jau ištobulintos gamybos technologijos, koks jų efektyvumas ir taršos emisijos, kokie žaliavų šaltiniai naudojami jiems gaminti, ar įmanoma transporto priemones greitai adaptuoti prie sintetinių degalų, ar jų gamyba patenkins rinkos poreikius? Galiausiai, ar sintetiniai degalai taps alternatyva elektra varomam transportui.

Paryžiaus klimato susitikime sutarta dėl klimato apsaugos tikslų, kurie turės toli siekiančių padarinių. Iškastinio kuro energiją numatoma pakeisti sintetiniais degalais, jų gamybai naudojant atsinaujinančius šaltinius. Vadinasi, laivai negalės naudoti mazuto, lėktuvai – aviacinio žibalo, o automobiliai – benzino ar dyzelino. Klimato neutralumo tikslas turi būti pasiektas 2050 metais. Ar įmanoma parengti gamybos technologiją, kad pagaminti degalai degtų švariai, kainuotų pigiai, o jų gamyba būtų neutrali klimato taršos požiūriu?

Norėdami tai išsiaiškinti, mokslininkai daug metų bandė sukurti įvairius sintetinius degalus. Pirmas žingsnis – biodyzelino gamyba, tačiau jo naudojimas netapo dideliu proveržiu, kaip ir metilo spirito. Milijonai automobilių su vidaus degimo varikliais rieda pasaulio keliais ir jų dar laukia ilgas eksploatavimo laikas. Jei norime pasiekti transporto srities klimato apsaugos tikslus, reikia imtis spręsti šią situaciją kuo skubiau. Perspektyvoje numatoma, kad transportas naudos e. degalus ir vandenilį, pagamintą iš atsinaujinančių šaltinių. Esama infrastruktūra, geri kaupimo pajėgumai ir sinergijos efektas, susijęs su elektros, šilumos rinkos ir transporto sektorių sujungimu, palanki šių alternatyvių degalų plėtrai. Numatoma skirti daugiau nei 5 mlrd. eurų atsinaujinančių degalų gamybos plėtrai ir demonstraciniams projektams, gamybos jėgainių pertvarkymui ar naujų statybai ir e. degalų pateikimui rinkai.

Pirmieji darbai šioje srityje buvo benzininių ir dyzelinių variklių degalų gamyba iš atsinaujinančių žaliavų – kukurūzų, rapsų, kviečių ir palmių aliejaus. Tačiau ėmė kilti didelių aplinkosaugos problemų, nes Azijoje ir Pietų Amerikoje suintensyvėjo pirmykščių miškų kirtimai, siekiant įveisti kuo daugiau palmių plantacijų, kurių aliejus naudojamas kosmetikai ir maistui, o paskutiniais metais ir degalams. Šiuo metu biopriedų dalis automobiliams skirtuose degaluose sudaro 7–15 proc. Didesnio biopriedų kiekio modernūs vidaus varikliai nepriima – koksuojasi kompresiniai žiedai, pasireiškia darbinių paviršių korozija, praranda sandarumą sandarikliai ir kt.

Sintetiniai degalai, kurių pagrindinė sudėtinė dalis vandenilis, yra daug „palankesni aplinkai“. Jų gamybos ištekliai dideli, o energija iš vandens elektrolizės būdu gaminamam vandeniliui generuojama vėjo elektrinėse. Dėl to atsirado naujas pavadinimas e. degalai arba Power-to-X. Sintetiniai arba e. degalai ne tik dega švariai, bet ir gali būti maišomi su dyzelinu ir benzinu įvairiausiomis proporcijomis. Kitas privalumas – e. degalai gali būti transportuojami turimomis priemonėmis ir paskirstomi per esamą degalinių tinklą be papildomų išlaidų.

Sintetinių e. degalų gamybai efektyviausia naudoti vėjo ir saulės elektrinių parkų elektros energiją, kai jos pertekliaus nėra galimybės išnaudoti energetinėje sistemoje. Pirmame etape gaunamas deguonis ir vandenilis. Antrame etape vyksta vandenilio ir anglies dvideginio sintezė. Anglies dvideginis gaunamas kaip technologinių procesų atlieka (atliekų utilizacija, šilumos gamyba ir kt.) ar išgaunamas iš aplinkos oro. Sintezuojant gaunami sintetiniai produktai: benzinas, dyzelinas, žibalas.

Mažas gamybos efektyvumas

Pagrindinis pagamintų e. degalų trūkumas – mažas gamybos efektyvumas. Degalams gaminti reikalingas atsinaujinančios energijos kiekis yra kelis kartus didesnis nei tuo atveju, jei elektra būtų tiesiogiai naudojama elektromobiliui įkrauti. Pavyzdžiui, 3 MW galios vėjo jėgainės vidutinis darbo laikas per metus – 2 000 valandų. Pagaminto energijos kiekio pakanka 1 600 elektrinių automobilių arba 600 automobilių su degalų elementais, naudojančiais gryną vandenilį, įkrauti, bet tik 250 automobilių aprūpinti e. degalais. Vienintelė paguoda, kad išnaudojama perteklinė energija ir gaminamas stabilus produktas, kurį saugiai galima sandėliuoti ir transportuoti.

E. degalų gamybai reikalingas švarus demineralizuotas vandenynų vanduo. Šiam tikslui naudoti gėlą giluminių gręžinių vandenį – vadinasi, sukurti didelę geriamojo vandens tiekimo maisto pramonei ir gyventojų aprūpinimui problemą. Kol kas e. degalai, palyginti su mineraliniais, buvo laikomi brangiais. Tačiau, mažėjant elektros energijos gamybos iš atsinaujinančių šaltinių kaštams, e. degalų litro kaina gali siekti 2 eurus. Tačiau kol kas didelių gamybos pajėgumų gamyklų nėra. Nacionalinėse ir ES bendroje politikoje vis dar nesutariama dėl vandenilio panaudojimo – turėtų būti rezervuotas tam tikriems pramonės sektoriams ir tik ribotas kiekis numatytas e. degalų gamybai specialiam ir individualiam transportui. Tam įtakos turi gamybos technologijų eksperimentiniai tyrimai siekiant padidinti gamybos efektyvumą. Gauti rezultatai teikia vilčių, kad pavyks jį padidinti 50 proc. Žadama statyti ir eksperimentines e. degalų gamyklas. ES taip pat numato, kad iki 2030 m. Europos transporto sektoriuje būtų nustatyta privaloma 2,6–5,7 proc. ekologiško vandenilio ir e. degalų kvota. Be to, nauja transporto priemonių kategorija planuojama tik e. degalus naudojantiems automobiliams.

Viena iš pirmųjų apie e. degalų gamybą pareiškė kompanija „Porsche“, savo planuose numačiusi skatinti sintetinių degalų žaliavos (PtX) gamybą. Vieta gamyklai statyti pasirinkta Čilėje ir tai neturėtų stebinti, nes ši šalis idealiai tinka elektros energijai gaminti vėjo jėgainėse, be to, ir vandenynas ranka pasiekiamas. Bandomajame etape planuojama pagaminti apie 130 000 l PtX. Vėliau etapais gamyba turėtų išaugti iki 55 mln. l PtX per metus, o tolesnėje perspektyvoje – net iki 550 mln. l per metus. Tokie planai firmai leis išsaugoti automobilių gamybos bazę ir pereiti prie plataus masto elektrinių automobilių gamybos.

Kodėl pasirinkta tokia mažai efektyvi elektros energijos konversija į e. degalus? Šiuo metu ji siekia tik 15 proc. ir efektyvumo padidinimas iki 20–24 proc. didesnės įtakos degalų kainai neturės, o transporto kaštai liks aukšti. Važiuojant trumpais atstumais (80–150 km) optimaliomis sąlygomis (miesto transportas, aprūpinimas prekėmis, socialinių paslaugų teikimas) energijos kaupimas akumuliatoriuose pasiteisina, o įkrovimo stočių ar kolonėlių įrengimas įmanomas, nors didelėse aglomeracijose problemų išvengti bus sunku. Tolimojo susisiekimo ir didelių krovinių pervežimo sektoriuje e. degalai dar ilgai bus vienintelė alternatyva, išnaudojanti esamą platinimo tinklą ir garantuojanti pervežimų patikimumą. Perkeliant gamybą į palankias vėjo energiją naudojančias elektros gamybai šalis (Čilė, Norvegija ir kt.), galima tikėtis e. degalų litro kainą sumažinti iki 1,7 euro.

Kada e. degalai gali pasirodyti rinkoje?

Sintetinių dujų generavimo iš CO_₂ ir vandenilio technologija ištobulinta ir parengta diegti, optimizuojami atskirų produktų gamybos procesai (parenkami katalizatoriai, proceso fizikiniai parametrai, priedai ir kt.). E. žibalui orlaiviams gaminti iš dujinio PtX reikia kitokios proceso konfigūracijos ir kitokių katalizatorių nei tuo atveju, kai pagrindinis produktas yra e. dyzelinas ar e. benzinas automobiliams, o gautas produktas būtų stabilus ir atitiktų standartų reikalavimus.

Mūsų šalį e. degalai greičiausiai pasieks 2030 metais. Ar bus jie gaminami Lietuvoje, sunku pasakyti, nes žaliosios elektros energijos gamybai su stabilia pasiūla nėra tinkamų sąlygų (maža pajūrio zona, nėra pastovių vėjų, gana užteršta Baltijos jūra), o dujinės žaliavos ar jos konvertavimas į amoniaką ir transportavimas didins gamybos kaštus ir galutinio produkto kainą.

Realiai e. degalų gamyba įmanoma „Orlen Lietuva“ gamykloje Mažeikiuose, modernizavus gamybos linijas. Tačiau būtina atkreipti dėmesį, kad perdaryti esamus galingus traktorius ir kombainus taip, kad jie turėtų elektrinę trauką, nerealu ir techniškai neįmanoma. Teks pirkti naują žemės ūkio techniką, jei tokios atsiras. Bet šiltnamių ūkiuose, kur naudojamos mažos galios mašinos, elektrifikuoti traktoriai greitai ras savo vietą.

Kitas stabdys – e. degalų kainos. Jos tikrai nebus panašios į esamas degalų kainas. Žemdirbiams teks kovoti dėl kainų kompensavimo ir palankių limitų nustatymo. Ne veltui aplinkos ministras perspėjo, kad pasiruošimas žaliajam kursui turi pripratinti prie aukštų kainų. Tai atsilieps visiems žemdirbių pagamintų produktų vartotojams.

Yra ir kita nuomonė dėl e. degalų naudojimo ir plėtros. Vokietijos Fraunhoferio sistemų ir inovacijų tyrimų institutas (ISI) paskelbė diskusijų dokumentą, kuriame teigiama, kad yra kelios priežastys, dėl kurių nerekomenduojama e. degalų, pagamintų naudojant elektrą, naudoti automobiliuose ir sunkvežimiuose. Toks naudojimas yra „ekonominiu ir ekologiniu požiūriu netikslingas“. Viena iš priežasčių – prieinamumas: atsinaujinančios elektros energijos gamyba turėtų būti beveik padvigubinta, palyginti su dabartine, norint pasiekti, kad 2050 m. pasaulinė ekologiško vandenilio ir sintetinių degiųjų medžiagų ir degalų, įskaitant elektrinius degalus, dalis sudarytų 10 procentų. Todėl pastarųjų plėtra dar ilgai išliks maža. Tad autoriai pataria sutelkti dėmesį į e. degalų naudojimą tose srityse, kuriose nėra kitų ekonominių alternatyvų šiltnamio efektą sukeliančių dujų neutralumui pasiekti (oro transportas, šiaurės regionai ir kt.).

Net ir pasiekus didelį sąnaudų mažinimo potencialą, 2050 m. galutinė kaina vartotojui, įvertinus mokesčius, rinkliavas, pelno maržas, pardavimo kaštus, bus gerokai didesnė nei dabar naudojamų degalų. Tai kurs socialines problemas – žmonės neturės finansinių galimybių naudotis transportu, praras darbą neturėdami mobilumo, didės atskirtis visuomenėje. Lieka nepastebėtas svarbus momentas – aplinkos pusiausvyra yra kompleksinė problema, nes sintetiniams degalams degant variklyje taip pat išsiskiria azoto oksidai, anglies dvideginis ir monoksidas, kietosios dalelės. Tad tarša, gal kiek mažesnė, išliks.

Kitas svarbus dalykas – žemės ekosistema apima visas šalis be išimties. Tai kaip susisiekiantis indas, visų mūsų bendras turtas. Jei ES, kurią sudaro 27 valstybės, stengiasi sumažinti taršą, nepaisydama kaštų, o likusios (daugiau nei 100) neturi nei išteklių, nei galimybių mažinti šiltnamio efektą sukeliančias emisijas, nepasieksime ženklesnių ekosistemos stabilizavimo rezultatų.