Vos per dvi valandas saulės šviesa mums suteikia tiek energijos, kiek visa žmonija sunaudoja per metus. Įspūdinga, tiesa? Kaip galėtume pasiimti šią energiją ir paversti ją dar ir kuru automobiliams, domisi švedų mokslininkė Maria Abrahamsson. Mokslininkai apie saulės energiją kalbėjo jau prieš gerą šimtmetį, tačiau ryžto šioje srityje pritrūko. Ir dabar turime dar daug potencialo, kurį galėtų išnaudoti visas pasaulis.
Prof. dr. M. Abrahamsson ir jos kolegų mokslininkų grupės darbas sutelktas į saulės energiją, siekiant ją paversti kuru. Mokslininkė šiais metais viešėjo Vilniuje, kur apie savo tyrimus plačiau papasakojo mokslinėje konferencijoje „Open Readings 2023“.
LRT.lt portalui ji plačiau papasakojo apie neišnaudotą mūsų žvaigždės energetinį potencialą ir ko reikia, kad galų gale mums pavyktų atsikratyti iškastinio kuro.
LRT.lt publikuoja interviu iš straipsnių ciklo „Mokslo spektras“ su užsienio mokslininkais, kuriame pristatysime ne tik mokslo bendruomenei, bet ir kiekvienam mūsų skaitytojui aktualias temas.
– Jūs ir jūsų kolegos esate sutelkę dėmesį į saulės energiją ir saulės kurą. Galbūt galite papasakoti, ką tiksliai tyrinėjate?
– Saulės energija turi milžinišką potencialą energijos poreikiams patenkinti. Tai viena priežasčių, kodėl mane domina ši tema. Aš taip pat esu ir chemikė, todėl domiuosi fundamentaliomis energijos perdavimo reakcijomis. Čia turiu galimybę sujungti savo susidomėjimą visuomeniniais reikalais su energijos tiekimu iš cheminės pusės.
Daug dirbame su medžiagų, skirtų saulės energijos konversijai, ypatybių supratimu ir vystymu. Tiek elektrai, tiek tam, ką mes vadiname kuru.
– Kas yra saulės kuras?
– Manau, kad dažniausiai pasitaikantis saulės kuras, apie kurį būtų galima pagalvoti, yra vandenilis. Vandenilį šiandien jau naudojame kaip kurą. Tačiau jis nėra gaminamas naudojant saulės energiją, pasitelkiami kiti metodai.
Vanduo galėtų būti tiesiogiai paverčiamas vandeniliu naudojant saulės energiją. Tuomet tai būtų saulės kuras vietoj tiesiog kuro.
Kuras, jeigu žiūrėtume daugiau iš cheminės perspektyvos, tiesiogiai yra kaupiama energija cheminiuose junginiuose. Galima kalbėti apie daug jo rūšių. Pavyzdžiui, mes ieškome būdų, kaip anglies dvideginį paversti į kitą medžiagą, tai taip pat galėtų būti laikoma kuru, nes jis irgi sudaro cheminį junginį. Tiesa, skirtingai nei su vandeniliu, tokiu kuru nenorėtumėte bandyti varyti automobilio.
– Kokias žmonių problemas būtų galima išspręsti jūsų tyrimais?
– Manau, kad naudodami saulės energiją daugiau nei šiandien, galėtume turėti tvaresnį energijos tiekimą. Geriausiu atveju, manau, tai turėtų būti daug platesnis energijos paskirstymas, nei turime šiandien. Akivaizdu, jog dabartinis pasaulis labai priklausomas nuo resursų, kurie pasiekiami tik tam tikrose geografinėse vietovėse, net jeigu tai branduolinė energija. Mums reikia kuro, kuris turi būti kasamas, ir jo nerasime bet kur, kaip kad, pavyzdžiui, gamtinių dujų.
Nors saulė yra nutrūkstantis energijos šaltinis, jis vis tiek yra vienodai pasiekiamas visur. Kai kur saulės šviesos būna daugiau, tačiau tą energiją vis tiek įmanoma išnaudoti visur, net ir šiaurės Europoje žiemos metu.
– Ar įmanoma naudoti tik saulės energiją? Ar jos užtektų?
– Sakyčiau, kad šiandien ne. Bent jau ne tuo atveju, jeigu norėtume palaikyti tokį patį gyvenimo būdą kaip dabar. Pirmiausia turi būti išspręstos pertrūkių ir energijos laikymo problemos. Tačiau jeigu kalbėtume apie tai, kokį šaltinį turime iš saulės, tuomet taip, jos būtų net daugiau nei pakanka.
– Kiek laiko mums reikia, kad galėtume pradėti naudoti tik saulės energiją?
– Labai sunkus klausimas. Būna viską keičiančių įvykių istorijoje, vienas toks pavyzdys, kai Japonijoje įvyko branduolinės jėgainės incidentas, po kurio vokiečiai ir kelios kitos šalys nutarė, kad reikia uždaryti visas atomines elektrines, nes tai nesaugu. Tuomet jie buvo priversti rinktis kažką kita. Ėmė subsidijuoti saulės energetiką Vokietijoje. O dabar tai yra labai didelė dalis jų visos energetikos.
Karas Ukrainoje yra dar vienas pokyčius skatinantis įvykis. Pasaulis suprato, jog nėra gera mintis būti priklausomiems nuo rusiškų dujų. Galima sakyti, kad visada žinojome, jog tai nėra gerai, tačiau vis tiek nieko nedarėme.
Tokie įvykiai savaime gali paspartinti pokyčius, pastūmėdami didesnes investicijas į tyrimus bei technologijų vystymą. Vis dėlto iš techninės pusės žiūrint, mums reikia didesnių resursų saulės energijai bei išspręsti energijos laikymo problemą. Energija gali būti kaupiama cheminiuose junginiuose, tai gali būti didžiulės baterijos, yra ir dar kitų būdų.
Manau, kad mes niekada nenaudosime tik saulės kaip energijos šaltinio. Greičiausiai hidroenergetika, vėjo energija taip pat visuomet bus svarbi dalis.
– Bet mes galime verstis be iškastinio kuro?
– Kalbant apie tai, kokios galimybės mums yra prieinamos, taip. Perspektyva įspūdinga.
Per dvi valandas saulė šviesos pavidalu atsiunčia daugiau energijos, nei žmonija sunaudoja per visus metus. Štai kokį potencialą turime. Tik turime išmokti geriau tai išnaudoti.
– Ar jūs savo tyrimuose kreipiate dėmesį ir į klimato kaitos sprendimus?
– Atsinaujinanti, saulės energetika yra vis tiek netiesiogiai susijusi su klimato kaita. Kita saulės kuro dalis, kai kalbėjau apie anglies dvideginio pavertimą, taip pat gali būti to dalimi. Galėtume nedeginti iškastinio kuro, kad išgautume medžiagų, kurių mums reikia.
– Saulę visada turėjome kaip šviesos ir energijos šaltinį. Kiek jo mes išnaudojame šiandien?
– Na, mes turime fotosintezę, kuri nuolat vyksta. Kvėpuojame deguonimi tik todėl, kad saulė suteikia augalams reikalingos šviesos. Tačiau kiek šitos energijos naudojame kaip visuomenė, negaliu tiksliai pasakyti. Aplink esantys pastatai ant stogų dar neturi saulės elektrinių, tai galim sakyti, kad liko dar daug erdvės jos panaudojimui.
– Gerai, tuomet dar klausimas iš kitos pusės. Kaip manote, kodėl tiek daug laiko užtruko, kol sugalvojome technologijas, kaip panaudoti saulės energiją?
– Puikus klausimas. Dar 1800-aisiais žmonės pradėjo suprasti, kad turime šiltnamio efektą ir jį sukeliančias dujas. Anuomet jie dar nematė tokios svarbos, kaip mes matome šiandien. Tačiau jau seniai galėjome suprasti, kad tai bus problema.
Jau 1912-aisiais Italijos biochemikas paskelbė tyrimą, kuriame teigė, jog ateities energijos šaltinis turėtų būti saulė, neturėtume naudoti anglies. Tik praėjusio šimtmečio pabaigoje ir dabartinio pradžioje saulės energetikoje buvo žengtas didesnis žingsnis.
Manau, kad taip nutiko todėl, jog iki tol nepamatėme globalinio atšilimo svarbos. Ir iki jau minėtų įvykių nesupratome, jog iškastinis kuras nebus tvarus sprendimas vienaip ar kitaip.
– Mokslininkams pavyko sukurti vakciną nuo COVID-19 per metus. Atrodo, kad galime greitai rasti sprendimus, kai jų reikia. Žinome, kaip gauti naudą iš saulės. Tai, kad to neišnaudojame, yra daugiau mokslo problema ar finansavimo?
– Manau, kad abiejų. COVID-19 vakcina yra puikus pavyzdys, kad, kai įdedi daug pastangų, gali sukurti kažką tikrai greitai.
Tačiau turėtume turėti galvoje, kad, jeigu nebūtų buvę fundamentalaus mokslo iki tol, niekaip nebūtume pasiekę šio tikslo per tokį trumpą laiką.
Yra dalykų, kuriuos moksliškai dar turime išspręsti, kai kalbame apie saulės energiją. Dalykų, kuriuos turime geriau suprasti, kur galime padidinti efektyvumą. Manau, kad galbūt tai pinigų problema kalbant apie paties mokslo finansavimą, tačiau turi atsirasti valios kurti technologijas, jas testuoti plačiu mastu ir t. t. Tai ne tik apie pinigus, tai ir apie kažkieno sprendimą žengti pirmą žingsnį ir tapti tos srities pionieriais.
– Kodėl susidomėjote šia sritimi? Kas patraukė jūsų dėmesį?
– Visada domėjausi aplinkos klausimais, net ir kai buvau vaikas. Ilgą laiką maniau, kad nukrypsiu į socialinius mokslus. Vis dėlto labiau įsitraukiau į gamtos mokslus, o kai buvo laikas stoti į universitetą, maniau, kad studijuosiu geologiją. Pasirinkau programą, kurioje gali gana laisvai rinktis skirtingus dalykus. Pagavau save nuolat besirenkančią chemijos paskaitas.
Vėliau kurį laiką sakiau sau, kad nestosiu į doktorantūrą, nenoriu būti mokslininkė. Tačiau kažkokiu būdu apsigalvojau ir nusprendžiau ja tapti. Pradėjau tyrinėti saulės energiją. Vėliau supratau, kad joje sudera dvi didžiausios mano interesų sritys – visuomenės problemos, energijos ir aplinkos klausimai. Taip pat kiti įdomūs dalykai, kuriuos bandau suprasti, pavyzdžiui, kaip elektronai juda materijoje, jeigu į juos nukreipi šviesą.
– Ką jums reiškia būti mokslininke?
– Nuolat mokytis naujų dalykų. Dažniausiai tai atrodo kaip apdovanojimas, bet kartais ir labai vargina. Taip pat, kai esi mokslininkas akademinėje bendruomenėje, tenka dėstyti studentams, todėl tau meta iššūkį ir jaunieji protai. Tai yra puiki patirtis.
Manau, kad mano tyrimai yra svarbūs, tačiau geriausia, ką galiu padaryti, tai mokyti jaunus žmones, kaip jie galėtų prie jų prisidėti. Greičiausiai tai yra ryškesnis pasiekimas nei bet koks mano tyrimas.
– Kokia yra labiausiai įkvepianti jūsų darbo dalis?
– Mane labiausiai įkvepia tai, kas gali nutikti, kai susėda grupė žmonių ir pradeda diskutuoti apie mokslą. Aš galiu turėti idėją, papasakoti apie ją savo grupės nariams, o jie pasiūlo naujų krypčių, kaip ją galima pasukti ir įgyvendinti. Tose diskusijose būna tiek daug kūrybiškumo, manau, kad tai svarbu ir už mokslo ribų. Bet jeigu nori kažko pasiekti, privalai bendrauti ir bendradarbiauti su kitais žmonėmis. Du protai yra kūrybiškesni negu vienas.
