:format(webp)/nginx/o/2021/05/05/13762729t1h8287.jpg)
Enerģijas ražošana pasaulē rada lielāko siltumnīcefekta gāzu izmešu, tajā skaitā CO2, daudzumu no kopējā antropogēno jeb cilvēka radīto emisiju apjoma, tāpēc par vienu no nozīmīgākajiem soļiem kļuvusi fosilo energoresursu aizstāšana ar atjaunojamajiem. Tā kā nav absolūti neitrāla enerģijas ieguves veida, ir svarīgi vērtēt, kurš elektroenerģijas ražošanas veids ir klimatam visnekaitīgākais. Skaidrojam, kā vēja elektrostacijas izskatās CO2 izmešu kontekstā?
Vēja elektrostacijas saražo 30 – 40 reizes vairāk enerģijas, nekā patērē visa dzīves cikla garumā
Salīdzinot patērēto enerģiju (un tādējādi arī CO2 izmešus), kas rodas vēja elektrostacijas ražošanas, būvniecības un ekspluatācijas laikā ar elektroenerģijas daudzumu, ko tā saražo visa dzīves cikla laikā, mēs varam novilkt skaidru laika līniju, kas iezīmē brīdi, kurā vēja elektrostacija ir kompensējusi radītās emisijas.
Vēja elektrostacijām ir atšķirīga jauda, lāpstiņu garums, augstums, ģeogrāfiskais novietojums un citi parametri, tomēr vidēji moderna vēja elektrostacija jau pirmajos 6 – 12 darbības mēnešos kompensē visas ražošanas un transportēšanas procesā radītās siltumnīcefekta gāzu emisijas. Salīdzinot tās ar kopējo paredzēto elektrostacijas darbības laiku, kas mūsdienās tuvojas trīsdesmit gadiem, kļūst skaidrs, ka vēja elektrostacija saražo līdz pat 40 reizēm vairāk enerģijas, nekā tiek iztērēts tās ražošanas, transportēšanas un ekspluatācijas procesā.*
Būvniecība - no pārstrādājamiem materiāliem
Pētnieki ir vienisprātis, ka vēja enerģijai ir viszemākās dzīves cikla emisijas no visām enerģijas ražošanas tehnoloģijām. Vēja elektrostaciju būvniecībā rodas pavisam neliels CO2 izmešu daudzums. Ražošanas procesā radītais piesārņojums saistīts ar elektrostacijas ražošanu, transportēšanu, uzstādīšanu un uzturēšanu, kas ir līdzīgas arī lielākajai daļai citu tehnoloģiju. Tomēr lielākā atšķirība ir tā, ka, vēja enerģijas ražošanas procesā nav nepieciešami izejmateriāli jeb kurināmais, kā tas ir enerģijas ražošanā no fosilajiem resursiem vai oglēm.
Mūsdienīga vēja elektrostacija sastāv apmēram no 8000 lielākām un mazākām komponentēm, bet par galvenajām parasti uzskata pamatu, torni, rotoru ar lāpstiņām un gondolas, kuras iekšienē atrodas rotējošā ass un ģenerators. Jāteic, ka 90 – 95 % vēja elektrostacijas detaļas parasti izgatavotas no pārstrādājamiem materiāliem.
Tornis visbiežāk ir izgatavots no tērauda un stiprināts betonā. Mūsdienās tērauda rūpniecības un metālapstrādes uzņēmumi cenšas ievērojami samazināt oglekļa emisiju, piemēram, slēdzot enerģijas iepirkuma līgumus ar atjaunojamo energoresursu ražotājiem un tuvākajā nākotnē izmantojot zaļo ūdeņradi. Savukārt vēja turbīnu spārni, kas sastāda atlikušos 5% no visas vēja elektrostacijas, sastāv no stikla šķiedras un epoksīda polimēriem. Lai arī lāpstiņu pārstrāde varētu tikt uzskatīta par izaicinājumu, Eiropas vēja enerģijas nozare kopā ar ķīmijas nozari aktīvi strādā, lai lāpstiņu pārstrādes risinājumus ieviestu ikdienas praksē gan Eiropā, gan citviet, tādējādi nodrošinot aprites ekonomikas principu ievērošanu visā vēja elektrostacijas dzīves ciklā. Liela apjoma, ekonomiski pamatota vēja turbīnu lāpstiņu pārstrāde joprojām nav attīstīta, jo līdz šim nav bijusi vajadzība - tikai tagad vecākās vēja elektrostacijas ir nokalpojušas savu mūžu un to lāpstiņas jeb spārnus nepieciešams pārstrādāt. Šī ir neapgūta biznesa niša, kurā rosīgākie uzņēmumi jau ir uzsākuši aktīvu darbību piegādes ķēžu veidošanai.
Vēja elektrostacijas dzīves cikla analīze
Vērtējot vēja elektrostacijas dzīves ciklu, faktori, kas tiek ņemti vērā, ir ne tikai materiālu ražošana, bet arī materiālu transportēšana, būvniecība, montāža uz vietas, ekspluatācija un apkope, kā arī ekspluatācijas pārtraukšana un demontāža. Paredzamais darbības laiks lielākajai daļai sauszemes vēja turbīnu tuvojas 30 gadiem, bet atkrastes vēja stacijām – pat līdz 40 gadiem. Ņemot vērā tehniskās apkopes un citus faktorus, kas varētu izraisīt turbīnas īslaicīgu apstāšanos šajā periodā, tās nepārtrauktais darbības laiks parasti ir aptuveni 120 000 stundas. Ņemot vērā šos datus, Klimata pārmaiņu starpvaldību padome (IPCC) 2018. gada ziņojumā secinājusi, ka saražotā CO2 ekvivalents uz kWh vēja enerģijas ir no 8 g līdz 20 g.**
Ir aprēķināts, ka gāzes radītais CO2 ekvivalents ir no 270 g līdz 910 g, ogļu gadījumā tas ir vēl lielāks – no 635 g līdz 1,6 kg. Ja raugāmies uz sliktākā scenārija datiem (vislielākā iespējamā vēja enerģijas emisija - 20 g, pārējiem - vismazākā - 270 g / 635 g) vēja enerģija joprojām rada tikai 7,4 % no siltumnīcefekta gāzēm, ko rada dabasgāze, un tikai 3,2 % emisiju salīdzinājumā ar to, ko rada ogles. Aplūkojot vēja enerģijai pozitīvāko scenāriju (zemākā vēja enerģijas emisija - 8 g, pārējiem - augstākā - 910 g / 1,6 kg), atšķirība ir vēl nozīmīgāka: vēja enerģija varētu radīt tikai 0,99 % gāzes emisiju un 0,56 % ogļu emisiju.
Kodolenerģijas CO2 izmešu daudzums vidēji ir līdzīgāks vēja elektrostaciju radītajam – vidēji 65 g uz kWh, tomēr aprēķinu metodoloģijas ļoti atšķiras, ņemot vērā dažādos faktorus, kas saistās ar urāna ieguvi, apstrādi, kā arī izlietotās kodoldegvielas drošu noglabāšanu. Saules enerģijas radītais izmešu apjoms svārstās no 14 līdz 45 g uz kWh. Savukārt ģeotermālās enerģijas ieguves procesā vidēji rodas no 11,3 līdz 47 g uz kWh. Savukārt bioenerģijas (biomasas un biodegvielu) ieguve rada aptuveni 43 g CO2 uz kWh.
Vēja elektrostacija ir klimatneitrāla tehnoloģija, jo salīdzinājumā ar iekārtām, kas darbojas, izmantojot fosilos kurināmos, tā darbības cikla laikā (25-30 gadi) nerada nedz CO2, nedz citas siltumnīcefekta gāzu emisijas. Līdz ar to droši var apgalvot, ka vēja enerģija būtiski ļauj samazināt gāzu emisijas. Tā kā enerģijas patēriņš visā pasaulē pieaug, un tradicionālās enerģijas ražošanas metodes rada milzīgu CO2 gāzu daudzumu, katrs kilovats, kas šādā veidā nav jāražo, ir ieguldījums, lai novērstu lielāku emisiju daudzumu un mazinātu klimata pārmaiņas.