Lietuvos energetikos sektorius artimiausiais dešimtmečiais susidurs su istoriniais pokyčiais – prognozuojama, kad iki 2050 m. šalies elektros energijos poreikis išaugs daugiau nei šešis kartus, o didžiausią augimo dalį sudarys vandenilio gamyba. Norint patenkinti būsimą paklausą, Lietuva turės rimtai svarstyti branduolinės energetikos, ypač mažųjų modulinių reaktorių (MBR), integraciją į energetikos sistemą. Šiuos ambicingus pokyčius numato Nacionalinė energetinės nepriklausomybės strategija (NENS).
Vertindami, kokią įtaką šie pokyčiai turės Lietuvai ir kiek realu pasiekti numatytus ambicingus tikslus, savo žvilgsnį į NENS pateikia Lietuvos energetikos instituto (LEI) ekspertai dr. Sigitas Rimkevičius ir dr. Šarūnas Varnagiris.
Branduolinės energetikos politikos pokyčiai
LEI Branduolinių įrenginių saugos laboratorijos vadovas dr. Sigitas Rimkevičius atkreipia dėmesį, kad ES įsipareigojo iki 2050 m. pasiekti neutralų poveikį klimatui. Įgyvendinant šį tikslą, 2024 m. priimtas „Neutralaus poveikio klimatui pramonės aktas“, kuriuo remiami nulinio balanso technologijų projektai ir siekiama mažinti ES priklausomybę nuo trečiųjų šalių tiekimo grandinių. Šiame reglamente nulinio balanso technologijoms priskiriamos ir branduolinė energija bei vandenilis.
„Esminį posūkį nuo gan priešiško iki palankaus Europos požiūrio į branduolinę energetiką nulėmė keli veiksniai. Tarptautinių organizacijų, pavyzdžiui, Tarptautinės energetikos agentūros atliktos analizės parodė, kad klimato neutralumui pasiekti būtinas branduolinės energetikos indėlis, numatant eksploataciją baigiančių įrenginių keitimą naujais ir jų plėtrą, – sako mokslininkas. – Branduolinė energetika tapo pripažįstama klimatui neutraliu šaltiniu, gerinančiu elektros tinklo stabilumą bei kuriančiu švaresnę ir tvaresnę energetikos sistemą. Daugelis ES šalių, įskaitant Prancūziją, Slovakiją, Čekiją, Nyderlandus, Švediją, Rumuniją, Bulgariją, ir naujokes branduolinės energetikos srityje, pavyzdžiui, Lenkiją ir Estiją, nusprendė pradėti ambicingas programas, skirtas remti naujų branduolinių elektrinių statybą. Dauguma jų taip pat svarsto galimybę integruoti mažuosius reaktorius į savo būsimą branduolinių elektrinių parką. Šie reaktoriai sukuria sąlygas lankstesniam jų diegimui ir integravimui su kitais energijos šaltiniais, taip ateityje užtikrinant tvarų jų vystymąsi.“
Siekiant paspartinti pirmųjų mažųjų modulinių reaktorių (MBR) projektų Europoje diegimą iki 2030 m., EK kartu su asociacija „Nuclear Europe“ ir Tvarios branduolinės energetikos technologine platforma įsteigė Europos MBR pramonės aljansą. Lietuvą jame atstovauja Lietuvos energetikos institutas, dalyvaujantis trijose pagrindinėse darbo grupėse. Šiuo metu aljanse koncentruojamasi į devynis
atrinktus MBR projektus.
Duomenų centrai – MBR plėtros katalizatorius?
Prognozuojama, kad dirbtinio intelekto plėtra Europoje gerokai padidins duomenų centrų elektros energijos poreikį. 2024 m. jis siekė 70 TWh (palyginimui – Europos duomenų centrai tais metais suvartojo 7 kartus daugiau elektros energijos nei visa Lietuva). 2030 m. planuojamas 110–150 TWh elektros energijos poreikis, o 2050 m. – jau 300–600 TWh. Dar spartesnis augimas ir didesnis energijos poreikis duomenų centrams prognozuojamas JAV ir Kinijoje.
Šiame kontekste mažieji branduoliniai reaktoriai (MBR) tampa patrauklūs duomenų centrų vystytojams dėl patikimo ir nuolatinio energijos tiekimo (prijungus prie tinklo arba autonomiškai), neutralumo klimatui, lankstumo, stabilaus veikimo, ilgaamžiškumo (40–80 metų) bei galios parinkimo galimybių.
„Šiuo metu jau vyksta aktyvios duomenų centrų derybos su MBR vystytojais dėl reaktorių įrengimo. Pirmieji projektai planuojami JAV, o Europoje fiksuojami pirmieji ketinimai, įskaitant AP300 ir kitas MBR technologijas Nyderlanduose, JK ir Švedijoje, – paaiškino dr. S. Rimkevičius. – Europoje duomenų centrų energijos poreikiai sparčiai auga, todėl mažieji branduoliniai reaktoriai (MBR) gali tapti pagrindiniu šaltiniu, užtikrinančiu patikimą ir klimatui neutralų energijos tiekimą. 2030 m. duomenų centrų poreikių MBR dar nepajėgs patenkinti, tačiau iki 2050 m. šie reaktoriai jau galėtų reikšmingai aprūpinti duomenų centrus energija, o pastarųjų paklausa gali tapti MBR plėtros katalizatoriumi.“
Branduolinės energetikos ir vandenilio simbiozė
Pasak dr. S. Rimkevičiaus, branduolinė energetika gali padėti ne tik patenkinti elektros energetikos sistemos balansavimo poreikius, kai trūksta energijos iš atsinaujinančių šaltinių, bet ir užtikrinti vandenilio gamybą pramonei ir transportui, gaminant jį be CO₂ emisijų. Jėgainės gali tiekti energiją vandenilio gamybai tiek tradicine žematemperatūrine, tiek efektyvesne aukštatemperatūrine elektrolize, o naudojant dujomis aušinamus aukštatemperatūrinius reaktorius – taip pat ir termocheminiu vandens skaidymo metodu. Šio metodo demonstracinius tyrimus atlieka Japonijos mokslininkai, vis aktyviau įsitraukia ir Lenkijos institucijos.
„Branduolinė energetika ir vandenilio gamyba yra kertinės technologijos siekiant klimato neutralumo ir užtikrinant ES bei Lietuvos strateginę nepriklausomybę nuo trečiųjų šalių, – neabejoja mokslininkas. – Lietuva turi pranašumą prieš kaimynines šalis, pavyzdžiui, Estiją ar Lenkiją, kurios planuoja statyti branduolinius reaktorius, neturėdamos patirties eksploatuojant tokias elektrines arba veikiančių branduolinės saugos institucijų. Tuo tarpu Lietuva jau turi branduolinę saugą kontroliuojančią instituciją (VATESI), branduolinių objektų aikšteles (Ignalinos AE) ir sukauptą patirtį – ekspertų kompetencijas. Akivaizdu, kad vien atsinaujinantys energijos šaltiniai negali užtikrinti nuolatinio energijos tiekimo. Reikalingi bazinės energijos generacijos pajėgumai, kurie užtikrintų jos tiekimą, kai nešviečia saulė ir nepučia vėjas. Vienas perspektyviausių sprendimų – branduolinė energetika, ką patvirtina ir duomenų centrų vystytojų ambicingi planai statyti tokias elektrines nuolatiniam ir patikimam energijos tiekimui.“
Atsargus požiūris į vandenilį
LEI Vandenilio energetikos technologijų centro vadovas dr. Šarūnas Varnagiris atkreipia dėmesį, kad Nacionalinė energetinės nepriklausomybės strategija numato vandenilio naudojimą trijuose pagrindiniuose sektoriuose: pramonėje (amoniakas, trąšos, naftos perdirbimas ir kiti procesai), transporte (pakeičiant taršų iškastinį kurą) ir energetikoje (elektros energijos balansavimui).
NENS numatoma, kad jau 2030 m. vandenilio suvartojimas Lietuvoje turėtų siekti 19,61 TWh, jam tampant daugiausiai naudojama kuro rūšimi (antroje vietoje – nafta, 18,56 TWh). Iki 2050 m. šis rodiklis gali išaugti beveik dvigubai – iki 34,7 TWh. Visgi jau dabar aišku, kad 2030 m. tikslai pasiekti nebus.
„Siekiant šių tikslų, pirmiausia būtinos ženkliai spartesnės atsinaujinančių išteklių instaliacijos, ypač jūrinio vėjo, tikslingai sumažinant elektrolizeriuose naudojamos elektros savikainą, o tuo pačiu ir vandenilio gamybos kainą. Be to, reikalingos ir daug spartesnės elektrolizerių instaliacijos. Visos Europos mastu 2030 m. tikslas yra pagaminti 10 mln. tonų vandenilio, tačiau dabartinis gamybos kiekis siekia vos 0,02 mln. tonų per metus. O tai rodo didelį realybės atotrūkį nuo siekiamų rodiklių, – pastebi mokslininkas. – Įgyvendinant ES atnaujintą atsinaujinančios energijos direktyvą (RED III), numatyta, kad iki 2030 m. 42 % pramonėje naudojamo vandenilio ir 1 % transporto degalų turi būti ekologiški. Vis dėlto, praktikoje susiduriama su sunkumais – nors terminas jau praėjo, tik penkios iš dvidešimt septynių ES valstybių perkėlė šias taisykles į nacionalinius įstatymus. Be šių išvardintų iššūkių, reikalinga ir aiški teisinė vandenilio reguliavimo aplinka, kuri šiuo metu kuriama.“
Dr. Š. Varnagiris pabrėžė ir tai, kad pramonės įmonės atsargiai žiūri į perėjimą prie vandenilio, todėl galutinių vartotojų, kurie galėtų tiesiogiai jį panaudoti savo procesuose, skaičius yra ribotas. Šis klausimas glaudžiai susijęs su vandenilio dujotiekiu: kol nėra infrastruktūros, pramonė nesiryžta diegti vandenilio technologijų, o kol nėra technologijų – pats dujotiekis turi ribotą prasmę.
Žengiami pirmieji žingsniai
Pasak mokslininko, norint išspręsti susidariusius iššūkius ir bent iš dalies priartėti prie numatytų vandenilio tikslų strategijoje, visų pirma reikėtų sukurti aiškią teisinę vandenilio reguliavimo aplinką, kuri leistų suinteresuotoms šalims suprasti, kokiomis sąlygomis gali būti gaminamas ar naudojamas vandenilis. Be to, svarbu plėtoti jūrinio vėjo parką, kuris ne tik patenkintų augantį elektros poreikį, bet ir paskatintų vandenilio technologijų diegimą.
„Būtina pažymėti, kad pirmieji žingsniai jau žengiami – startavo Klaipėdos uosto vandenilio gamybos ir panaudojimo iniciatyvos, taip pat vystomas Vilniaus „Gijos“ H₂ gamybos ir panaudojimo miesto transporte projektas. Abu jie gali tapti praktinėmis pilotinėmis platformomis tolesnei technologijų plėtrai, – pastebėjo dr. Š. Varnagiris. – Lietuvai reikalingas tikrai didelis ir sėkmingas projektas, kuris tarsi „ledlaužis“ galėtų atverti kelius kitoms vandenilio iniciatyvoms. Tokiu projektu galėtų tapti Vandenilio slėnis Lietuvoje, kuriame būtų integruojamos įvairios H₂ vertės grandinės dalys. Šios pradinės sąlygos palengvintų užsienio investuotojų pritraukimą ir spartesnę švarios energetikos plėtrą.“
Mokslininko teigimu, alternatyvios vandenilio gamybos technologijos, pavyzdžiui, metano/biometano pirolizė (vandenilio gamyba iš gamtinių dujų), taip pat gali būti svarstomos, norint diversifikuoti vandenilio gamybos metodus ir tapti patrauklesne šalimi investuotojams. Būtent ši technologija pritraukia vis didesnį pramonės dėmesį visame pasaulyje. Nuo pasaulinių tendencijų neatsilieka ir LEI mokslininkai, kuriantys inovatyvias technologijas, pritaikytas vandenilio gamybai metano pirolizės būdu.
Integruoti sprendimai
Pasak dr. Š. Varnagirio, vandenilio naudojimas elektros energijos balansavimui prasmingas tik esant dideliam elektros pertekliui. Vienas iš būdų skatinti jo integraciją į pramonės procesus – gaminti išvestinius produktus, pavyzdžiui, e-degalus. Tai suteiktų daugiau galimybių galutiniam vartotojui, lankstumo ir pritaikymo pramonėje bei transporte. Visgi tam būtina pakankama perteklinė žalios elektros pasiūla, kad būtų įmanoma sumažinti žaliojo vandenilio gamybos kaštus.
Kita perspektyvi galimybė – mažieji ir vidutiniai branduoliniai reaktoriai (MBR). Jie galėtų užtikrinti elektros tinklų balansavimą, kompensuoti trūkumą ir, esant pertekliui, kombinuojant su elektrolizeriais, gaminti pigų vandenilį įvairioms pramonės reikmėms. Tokiu būdu branduolinė energetika ir vandenilis galėtų tapti integruotu sprendimu, skatinančiu Lietuvos strateginę nepriklausomybę nuo iškastinio kuro ir užtikrinančiu klimato neutralumo tikslų įgyvendinimą.
