Kura ir nākotnes enerģija?
Tā noteikti ir saules enerģija. Tiek paredzēts, ka ar saules enerģiju saražos vismaz pusi no pasaulē nepieciešamajām jaudām. Saules enerģija ir plūsma, kas jau eksistē un ko var paņemt. Visu enerģiju zemei varētu nodrošināt, pat ja mēs izmantotu tikai 0,1 procentu no saules enerģijas. Hidroenerģija ir ierobežots resurss. Latvijā vairs nebūvēsim HES. Pat ja sabiedrība nolemtu, ka jābūvē HES, neko daudz no tā neiegūsim. Turpretim vēja resursu izmantošanā ir, kur attīstīties, it īpaši Latvijai un it īpaši tagad, kad ir attīstījušās tehnoloģijas, lai vēja parkus izveidotu jūrā. Taču arī vēja resurss ir ierobežots. Vēja enerģija attīstīsies, bet kādā brīdī būs sasniegta robeža, kad vēja turbīnu izvietošana vairs nebūs iespējama – tās aizņems visas pieejamās vietas. Enerģijas plūsma, ko nodrošina saule, tomēr ir nesalīdzināmi lielāka par to, ko varam iegūt no vēja. Saules paneļus arī nevaram izvietot jebkur, taču tos var likt uz jumtiem. Ja saskaita kopējo jumtu platību pasaulē, ar šādu platību varētu nodrošināt elektrību visai pasaulei. Cik varam atļauties izmantot zemi saules paneļu uzstādīšanai, ir diskutējams jautājums.
Vai tiešām paredzat, ka tuvākajās desmitgadēs cilvēki bez fosilās enerģijas, tikai ar atjaunīgo enerģiju spēs saražot visu nepieciešamo enerģiju, lai darbotos rūpnīcas un mājsaimniecības?
Saules enerģijas izmantošanas apjoms palielināsies aptuveni 70 reižu. Pērn pasaulē ir sasniegta nozīmīga robeža – kopīgās uzstādītās saules enerģijas ģenerācijas maksimālā jauda pārsniedza vienu teravatu. Salīdzinājumam – teravats ir 1000 gigavatu, un vienu gigavatu liela jauda ir vienai patiešām lielai spēkstacijai. Piemēram, Pļaviņu HES maksimālā jauda ir zem viena gigavata. Mēs esam uzstādījuši pasaulē saules paneļus, kas atbilst 1000 lielām spēkstacijām. Lai pārietu uz enerģijas izmantošanu, kurā fosilo enerģiju vairs neizmanto, aprēķini liecina, ka uz zemes nepieciešami 50–70 teravati maksimālās saules paneļu jaudas. Pilnīgi sniedzams ir mērķis pēc 20 gadiem pasaulē izmantot tikai atjaunīgās enerģijas avotus, ja turpināsim sākto tempu ar 25% paneļu pieaugumu gadā.
Kuru valsti jūs šobrīd nosauktu par atjaunīgās enerģijas izmantošanas pirmrindnieci?
Jautājums nav tik vienkāršs, kā šķiet. Atbilde atkarīga no kritērija, ko izvēlas salīdzināšanai. Ja vērtē pēc atjaunīgās enerģijas kopējām jaudām, tā noteikti ir Ķīna. Ja skatāmies pēc cilvēku skaita valstī un saražotās jaudas proporcijas, tad Amerika un Ķīna ir apmēram vienādā līmenī. Valstīs ar lielu teritoriju un samērā mazu iedzīvotāju skaitu ir vieglāk dabūt labu atjaunīgās enerģijas jaudu apjomu attiecībā pret iedzīvotājiem. Piemēram, Norvēģijā ir lielas iespējas izmantot hidroelektrostaciju enerģiju kalnainā apvidū, tāpēc viņiem ir liels procents atjaunīgās enerģijas.
Vai varat salīdzināt Latvijas un ASV iespējas atjaunīgās enerģijas pielietošanas tehnoloģijās?
Amerikā priekšā ir izvirzījies Kalifornijas štats, kurā ir liels iedzīvotāju skaits, intensīva rūpniecība un liels saules resurss, kā arī veiktas lielas investīcijas atjaunīgajā enerģijā. Lai gan Kalifornija patērē diezgan daudz gāzes, lai ražotu elektroenerģiju, tomēr saules kapacitāte ir tik liela, ka dažos laika nogriežņos Kalifornija simtprocentīgi sevi nodrošina ar atjaunīgo enerģiju. Pērn Kalifornijā uz laiku tika sasniegts stāvoklis, kad nebija nepieciešamības pēc fosilās enerģijas. Eiropā kopumā ir diezgan laba situācija atjaunīgās enerģijas izmantošanā. Latvijai ir paveicies un reizē nav paveicies, ka mums ir Daugavas HES kaskāde. No ekoloģiskā viedokļa tā daudziem var nepatikt, bet dod Latvijai vislielāko elektrības daudzumu.
Ko saules enerģijas attīstība nozīmē ekonomikai?
Līdz ar saules enerģijas jaudu palielināšanu palielināsies arī nepieciešamība pēc saules paneļiem. Tas nozīmē, ka Eiropā tiks atvērtas daudzas rūpnīcas, kas ražos saules paneļus, un būs vajadzīgs kvalificēts darbaspēks. Latvijai nāktu par labu jau iepriekš orientēties uz šo tendenci – saules paneļu pieprasījuma pieaugumu. Var teikt, ka ir notikusi revolūcija gan saules paneļu tehnoloģiju, gan cenas pieejamības ziņā. Piemēram, Kolorādo štatā ASV ir jāgaida rindā, lai saņemtu pakalpojumu – uz jumta instalētu saules paneļus un pieslēgtu tos tīklam.
Vai paneļu izmērs varētu samazināties?
Tiek strādāts pie saules paneļa masas samazināšanas, un tādi paneļi jau ir. Saules paneļiem, kas tiek sūtīti kosmosā, ir jābūt viegliem. Tomēr elektrības ražošanai uz jumta tie diezin vai tuvākajā laikā kļūs mazāki un vieglāki. Iemesls ir ekonomiskais izdevīgums, kas šobrīd ir panākts. Lai saules paneļi atmaksātos, tiem ir jādarbojas ilgu laiku. Pašreizējās garantijas, ko dod labākie ražotāji, ir 25–30 gadi. Mērķis ir sasniegt 50 gadu kalpošanas laiku. Saules panelim ir jāiztur vēja, lietus, krusas, sniega radītā slodze, kā arī temperatūras svārstības. Mehāniskā izturība nosaka noteiktus mehāniskos standartus, un tendence ir izmēram pieaugt, nevis samazināties, jo lielākus paneļus ražot ir lētāk. Pašreiz 95% ražoto saules paneļu ir ar silīcija saules šūnām, un, visticamāk, vismaz tuvākajos 10 gados tā arvien būs dominējošā tehnoloģija. Tā ir efektīva un ilglaicīga – «50 gadu paneļi» ir reāli sasniedzami. To efektivitāte jau sasniedz 23%, un tas ir tuvu 29,4% fizikālajai robežai, ko var sasniegt vienpakāpes silīcija šūna. Tālāk jau būs jārada lētas daudzpakāpju šūnas, tas ir tehnoloģisks izaicinājums.
Kādos pētījumos pats esat piedalījies?
Man pašam ir lepnums par pētījumiem, ko veicu Čikāgas Universitātē. Pētījām amorfo silīciju, kas agrāk tika izmantots saules baterijās. Bija problēma – saules gaismas ietekmē radās defekti materiālā. Bija vairākas hipotēzes, kāpēc tā. Mēs atdzesējām materiāla paraugus līdz šķidrā hēlija temperatūrai un atklājām, ka visi procesi notiek tāpat. Tas deva impulsu pārskatīt teorijas, kas līdz tam eksistēja. Interesantus pētījumus esmu veicis ar impulsa lāzeriem – ierosinājuma stāvoklim devām impulsu, lai skatītos, cik ātri ierosinātais stāvoklis sabrūk, radot defektus. Vēl esmu piedalījies pētījumā, lai atklātu, kā DNS var piesaistīt virsmām, – pētījām, kāda ir virsmas ķīmija. Pirmie lietojām elektronu paramagnētisko rezonansi, lai identificētu defektus saules šūnās, kas tagad tiek lietotas. Ieraudzījām signālus, kas bija atbildīgi par defektiem. Pēdējais, ko varu minēt, ir saules šūnu superefektivitāti veicinošu kontaktu veidošana. Izdomājām sudraba nanodaļiņu tehnoloģiju, ko realizēja mani studenti.
Kas jūs zinātnē ir pārsteidzis visvairāk?
Globāli mani vienmēr ir fascinējis, kā cilvēks ar savām jūtām, maņu orgāniem un prātu spējis radīt lietas, kuras pats nevar uztvert. Domāju, ka tas sākās ar elektrības izmantošanu. Līdz tam laikam cilvēki varēja izprast zinātnes procesus. Piemēram, tvaika dzinējs – to ir iespējams izprast un izsekot, kā rodas spiediens, kā kustas virzulis, bet elektrības nonākšanu līdz spuldzei vairs nav iespējams izsekot ar cilvēka maņu orgāniem. Kopš tā laika cilvēki ir radījuši lietas, kuras nekad nav eksistējušas telpā. Kaut vai tranzistors, ko daži uzskata par XX gadsimta lielāko izgudrojumu. Tas dabā neeksistē. Tranzistoru var uzskatīt par vārstuli, kas atveras un aizveras, regulējot elektronu plūsmu, bet tas ir revolucionizējis mūsu dzīvi. Tālāk jau var runāt par kvantu kompjūteru. Cilvēkam kā bioloģiskai būtnei kļūst arvien grūtāk šos procesus projicēt sevī un uztvert. Matemātika mums palīdz, bet parādās pretruna starp cilvēku un to, ko mēs radām. Progress, ko radām, apsteidz mūsu pašu attīstību. Salīdzinot – paši cilvēki ir palikuši pusmežonīgā stāvoklī: mēs karojam, spēlējam netīras politiskās spēles. Domāju, ka pavisam drīz tiks radīta virtuāla cilvēka kopija ar mākslīgo intelektu. Tas jau eksistē primitīvā veidā, bet pēc pieciem līdz desmit gadiem būs virtuāli cilvēki, kurus nevarēs atšķirt no bioloģiskajiem cilvēkiem.
Darbojaties Pasaules latviešu
Visu rakstu lasiet avīzes Diena ceturtdienas, 13. jūlija, numurā! Ja vēlaties laikraksta saturu turpmāk lasīt drukātā formātā, to iespējams abonēt ŠEIT!