Zinātnes vārdā

Jaunas vielas labākai dzīvei. Saruna ar OSI direktoru Osvaldu Pugoviču

Zinātnes vārdā

Mākslīgais intelekts, roboti un pašbraucoši auto. Saruna ar Kasparu Ozolu

Atkritumi nav atkritumi

Kā Latvijas zinātnieki palīdz cilvēcei nenoslīkt atkritumos. Saruna ar pētniekiem

Atkritumu apjoms aug ātrāk nekā spēja tos pārstrādāt, tāpēc uz pētniecības virzienu, kas rada tehnoloģijas, lai mazā mērogā spētu pārstrādāt nepārstrādājamo atkritumu daļu, tiek liktas cerības, norādīja Latvijas Universitātes (LU) Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultātes (ĢZZF) doktorants Valdis Bisters. Viņš kopā ar LU ĢZZF Vides zinātnes nodaļas profesoru Māri Kļaviņu radījuši tehnoloģiju nepārstrādājamo atkritumu termoķīmiskai pārstrādei. Par jauno tehnoloģiju un atkritumu pētniecības aizvien pieaugošo nozīmi pētnieki stāsta sarunā ar Latvijas Radio 6 LU radio NABA raidījumu “Zinātnes vārdā”.

Kas šobrīd notiek atkritumu pētniecībā, un kā jūs paši līdz šim tematam nonācāt?

Kļaviņš: Atkritumi kā pētījuma objekts aktuāls kļuvis pēdējo 50 gadu laikā, jo pirms tam to, kas palika pāri ražošanā, vienkārši izvadīja apkārtējā vidē. Kas ar to visu notika, kā šie ražošanas atlikumi ietekmēja apkārtējo vidi, tas nevienu sevišķi neinteresēja. Kad 19. gadsimta beigās Vācijā sākās intensīva industrializācija, viens no ļoti nozīmīgiem ražošanas procesiem bija kālija nātrija sārmu ražošana. Šo vielu ražošanas procesā kā blakus produkts izdalās hlors, kuru pa cauruli, pa dūmeni vienkārši izvadīja gaisā. Tikai pēc kāda laika, kad sāka konstatēt, ka tuvumā esošie kociņi nokalst, iedomājās, ka varbūt kaut kas ir jādara, un tā tika radīts vienkāršs tehnoloģiskais risinājums – tā kā hlors ir viegli sašķidrināms, to sašķidrinātu pildīja tērauda balonos, radot resursu, ko Vācija vēlāk kā kaujas gāzi pielietoja Pirmā pasaules kara laikā, arī pie Salaspils.

Atkritumu problēmas iemesls ir milzīgais cilvēku skaita pieaugums.

Ja agrāk to, kas palika pāri, mēs vienkārši varējām izmest, tad tagad, pieaugot cilvēku skaitam, ražošanas apjomam un veidojoties globālai sabiedrībai, izmestā ir kļuvis tik daudz, ka jādomā, ko ar to darīt.

Būtiski mainījies tas, ko varētu nosaukt par zinātnes paradigmu jeb uzskatu kopumu par to, kas ir jārisina zinātnei, ka kaut kādā brīdī mums jākļūst atbildīgiem par to, ko mēs darām, jo līdzšinējā attieksme pret cilvēku darbību, kāda tā bijusi lielāko daļu no cilvēces pastāvēšanas laika, sāk apdraudēt pašas cilvēces pastāvēšanu nākotnē. Runājot par zinātni, atkritumu pārstrādei veltīto zinātnisko žurnālu skaits, kas indeksēti tādās prestižās zinātniskajās datu bāzēs kā “Web of Sciene” vai “Scopus”, sasniedz 126! Bez tiem ir vēl neskaitāmi citi šai tematikai veltīti dažāda līmeņa žurnāli. Atkritumu pārstrāde mūsdienās kļuvusi arī par politiski ļoti nozīmīgu tematu, kuru reglamentē gan starptautiska, gan nacionāla līmeņa likumdošanas akti.

Pētot atkritumus, iespējams iegūt arī doktora grādu?

Bisters: Sākotnēji mans pētniecības virziens bija biomasas pārstrāde un biomasas dažādo tehnoloģiju izmantošana, gan lai iegūtu enerģiju, gan veiktu cita veida biorafinēšanas procesus, iegūstot citas vērtīgākas vielas un produktus. Un atkritumu temats tur parādījās pilnīgi dabiski, jo tas viss saistīts ar oglekli, tāpēc, ka gan biomasa, gan arī tā pati plastmasa, kas iegūta no naftas, veidota no oglēm, tikai ogleklis ir dažāds – ir biogēnais ogleklis, kas nesen radies fotosintēzes rezultātā un ir ogleklis, kas pastāv jau miljoniem gadu, gaidot, kad cilvēce to izraks naftas vai gāzes veidā. Un atkritumi, liela daļa, kas saistās ar plastmasu, ir ražota no naftas, taču, tehnoloģiski runājot, tas ogleklis vienu brīdi ir viens un tas pats. Mans disertācijas temats saistīts ar oglekļa apriti ilgtspējīgas tautsaimniecības modeļu radīšanai, un tas tiešā veidā saistīts ar aprites ekonomiku, kas paredz vienvirziena ražošanas un izmešanas pieejas nomaiņu uz apriti, un oglekļa aprite ir pamatķieģelītis gan biomasai, gan atkritumiem.

Kādas problēmas Latvijas zinātnieki risina atkritumu pētniecībā?

Kļaviņš: Viens no pētījumiem, pie kura strādājam, ir “Mežizstrādes atkritumu produktu pārstrāde”.

Braucot pa jebkuru mežu, var redzēt kaudzēs sakrautas skujas, un tas ir nozīmīgs resurss, no kura var daudz ko iegūt.

Būtiska daļa no Latvijā izmantojamās enerģijas tiek iegūta, izmantojot koksni, koksnes šķeldu, no kuras pāri paliek pelni. Pelnu daudzums, piemēram, vienā pašā rūpnīcā, termoelektrostacijā “Fortum”, kas atrodas pie Jelgavas, intensīvas apkures periodā ir ap 400 tonnām. Kur viņus likt? Pašlaik risinājuma nav. Tās ir tās aktualitātes, jo motivācija zinātnē var būt ļoti dažāda – tā var būt zinātkāre, vēlme saprast pasaulē, sabiedrībā notiekošos procesus, bet tas var būt arī tas, pēc kā sabiedrībā ir pieprasījums.

Jūs esat strādājuši pie interesanta projekta par atkritumu pārstrādi, izveidojot eksperimentālu iekārtu, kas no atkritumiem iegūto kurināmo, plastmasas, koksnes un papīra un dažādus biomasas maisījumus spēj karsēt dažādos režīmos, augstās temperatūrās, sekot līdzi karsēšanas procesā notiekošajām izmaiņām, analizēt šajos procesos iegūtos materiālus un gāzes, kā arī iegūt sintēzes gāzi – tālāk izmantojamu gāzes maisījumu, kas ir noderīgs gan kā kurināmais, gan kā ķīmiskās rūpniecības izejviela.

Kļaviņš: Materiālu karsējot dažādās temperatūrās un atšķirīgos spiedienos, notiek ļoti būtiski pārvērtību procesi un mēs orientējamies uz diviem, pirmkārt, tā ir daļēja pārogļošana – mēs šo procesu rezultātā iegūstam kaut ko tādu, ko varētu nosaukt par atkritumu ogli. Pēc tam seko augstas temperatūras apstrāde, lai nodrošinātu to, ka to gāzi, kas izveidojās šajā pārogļošanas procesā, mēs attīrām. Tātad šajā pārogļošanas procesā izveidojas ogle un gāze, kuras sastāvā ietilpst oglekļa monoksīds, metāns – degošā gāze, tātad tā ir šīs sintēzes gāze. Un šajā otrajā stadijā mēs aizvācam darvas, tās sagraujot, un iegūstam tīru, dedzināmu gāzi. Tālāk mēs esam pētījuši, kā šo ogli var izmantot, esam noteikuši arī tās siltumspēju, kaloritāti.ī

Ogles jau ir kaut kas tāds, ko pasaule vēlas aizliegt.

Kļaviņš: Jā, bet šajā gadījumā būtiskā atšķirība ir tāda, ka mēs pārstrādājam materiālu, kas citādi tik un tā sadalītos, izdalot siltumnīcu emisijas gāzes. Mēs pētām, kā varētu šīs siltumnīcas efekta gāzes saistīt, lai tās nenokļūtu atmosfērā, angļu valodā tam ir apzīmējums carbon catcher – oglekļa uztveršana.

Bisters: CO2 uztveršana tagad tiek uzskatīta par ļoti būtisku klimatneitralitātes jomu, jo, pat ja mēs tagad apstādinātu ekonomisko darbību, šis piesārņojums vienalga turpinās izplatīties, jo ir ļoti liels aiztures efekts. Šobrīd ievērojami līdzekļi tiek ieguldīti, lai attīstītu tehnoloģijas, ar kurām no gaisa atdalīt CO2 un noglabāt. Atkritumu piramīda jeb hierarhija ir plaša – no to rašanās novēršanas, otrreizējās izmantošanas līdz uzglabāšanai. Noglabāšana ir liela problēma joprojām, jo princips “piesārņotājs maksā” nedarbojas – cilvēce nespēj tikt galā ar savu problēmu, un mūsu pētniecība orientēta uz tehnoloģisko risinājumu – meklējam veidu, kā pārstrādāt to, ko nevar izdarīt ar mehānisko pārstrādi, ar otrreizējo izmantošanu, strādājam ar to no atkritumiem nodalīto plūsmu, ko nevar pārstrādāt.

Vienkārši dedzināt jau arī nebūtu labi, pat ja tas ir ar kaut kādiem filtriem, lai nepiesārņotu vidi? Jūs to darāt labāk, optimālāk, salīdzinājumā ar kaut kādiem parastiem šobrīd lietotajiem modeļiem, lai vienkārši tiktu vienkārši vaļā no atkritumiem?

Bisters: Eiropas Savienības vecās dalībvalstis šo risinājumi izmanto jau daudzus gadu desmitus, proti, atkritumu dedzināšana ir ļoti precīzi atstrādāta tehnoloģija ar dārgām gaisa attīrīšanas tehnoloģijām un tās tiek pasniegtas kā drošas.

Liela daļa valstu, piemēram, mūsu kaimiņi zviedri, jau aptuveni piecus gadus vairs nenoglabā atkritumus poligonos, jo to, ko nevar pārstrādāt, sadedzina.

Tomēr dedzināšana, un to parāda arī Eiropas Komisijas politika, nav nākotne, jārada citi varianti, jo dedzināšana joprojām rada atkritumus – tie paši pelni, kas kvalificējas jau ar augstāku bīstamības pakāpi.

Bet kā ir ar atkritumiem kā resursu? Tie paši zviedri Stokholmā un, šķiet, arī citās lielās pilsētās sabiedrisko transportu darbina ar biogāzi, un viņiem kaut kādā brīdī aptrūkās resursu, lai ražotu šo biogāzi no atkritumiem, tad viņi bija gatavi iepirkt atkritumus citās valstīs. Spānijā viens no organizētās noziedzības darbības virzieniem ir zagt otrreizējai pārstrādei paredzētos kartonu atkritumus, kas salikti kaut kur pie veikaliem, jo tas ir resurss, kuru labprāt iepērk citās valstīs, un, izrādās, eksistē melnais kartona tirgus. Interesanta dilemma – no vienas puses, ar atkritumiem var labi tirgoties, bet saražot atkritumus taču nav mērķis. Ko par to domā zinātnieki?

Kļaviņš: Arī Latvijā viens no definētajiem vides politikas mērķiem ir virzība uz aprites ekonomiku, lai ražošanas izejvielas būtu arī citu ražošanas procesu atkritumi, un tādēļ nepieciešams attīstīt gan jaunas pieejas, gan organizēt visu atkritumu pārvaldības plūsmu un tālāku virzību, jo ir ļoti daudz piemēru, ka tam, ko mēs izmetam ārā, tomēr var būt ļoti liela vērtība. Slikti ir tas, ka Latvijā pašlaik pārstrādāti tiek mazāk nekā 20% no atkritumiem, tajā pašā laikā, piemēram, Zviedrijā šī pārstrāde ir kādi 90-95%, kļūstot par milzīgu stimulu ekonomikai. Mēs esam absolūti atkarīgi no resursiem, no ārējo resursu piegādes, tie ir gan enerģētikas, gan izejvielu resursi. Ir tāds jēdziens kā kritiskie resursi jeb kritiskie elementi, piemēram, mums visiem ir mobilās ierīces – telefoni, datori un daudzi šajos ierīcēs izmantotie ķīmiskie elementi ir pieejami ierobežotos daudzumos. Pašlaik Ķīna nodrošina 85% no retzemju elementiem, kas tiek izmantoti Eiropas Savienībā lietotajās tehnoloģijās, un tā ir ļoti kritiska atkarība. Vienīgā izeja, kā šo atkarību pārvarēt, ir attīstīt atkritumu pārstrādi, atgūstot šos elementus. Viens no maniem doktorantiem pašlaik strādā pie temata, ko angļu valodā sauc par “waste mining” – atkritumi kā raktuvē atrodams resurss, un šī būs ļoti būtiska mūsu nākotnes virzība.

Kur virzās atkritumu pētniecības nākotne? Kādas jomas būs svarīgas?

Bisters: Bez tā, ka atkritumi ir jāpārstrādā, kas ir beigu risinājums, ļoti daudz spēka jāpieliek pie tā, lai šie atkritumi nerastos. Šeit ļoti būtisks virziens būs jauni materiāli un ekodizains, jo visstraujāk augošais atkritumu apjoms ir tieši īslaicīgs iepakojums, un ir ļoti daudz iespējas, kā ar ekodizaina principiem radīt daudz vienkāršākus veidus, ne tikai kā atkritumus vieglāk dalīt, savākt, bet arī pārstrādāt un radīt produktus, kas zināmā mērā jau paredz to pilnās dzīves ciklu – no kurienes produkts ir nācis un kur tas nokļūs. Lielākais izaicinājums atkritumu apsaimniekošanā ir to dalīta vākšana. It kā izklausās vienkāršs, bet ir ļoti grūti realizējams. Paraugoties globāli, no visiem cilvēces radītajiem atkritumiem pēdējo 70 gadu laikā tikai 9% ir pārstrādāti! Tas nozīmē, ka ir robeža, līdz kurai mēs varam iet – dalīti vākt, pārstrādāt, parādīt labo gribu, ka mēs kaut kādā veidā kaut ko samazinām. Bet atkritumu apjoms aug straujāk nekā ātrums, ar kuru mēs varam tos pārstrādāt, tāpēc mēs cerīgi raugāmies uz pētniecības virzienu, kas rada tehnoloģijas, lai mazā mērogā spētu pārstrādāt nepārstrādājamo atkritumu daļu, un tā ir šī termoķīmiskā pārstrāde, kas ļauj atkritumu pārvērst tajos primārajos ķieģelīšos jeb oglekļa savienojumos, gāzē, no kuras tad var radīt produktu. Tur mēs redzam iespēju un arī reālo pielietojumu, jo tad pārstrāde vairs nav mehāniska pārstrāde, piemēram, sasmalcināt plastmasu un otrreiz uzkarsēt un veidot jaunu izstrādājumu, bet gan sadalīt pirmatnējos ķieģelīšos un radīt, teiksim, jaunu sintēzi – vai tā būtu enerģija vai jauns produkts.

Kāda situācija Latvijā varētu būt pēc kādiem desmit gadiem – kāda proporcija no atkritumiem varētu tikt pārstrādāta efektīvā veidā?

Bisters: Mēs esam pakļauti Eiropas Savienības kopējiem uzstādījumiem, kas paredz, ka 2035. gadā poligonā nonāks 10% atkritumu, ne vairāk.

Kļaviņš: Latvijas valsts ir apņēmusies šīs prasības izpildīt, un tās ir prasības pēc būtības, tā ir atbildība pret Latvijas iedzīvotājiem.

Mums ir daudz mežmalu, grāvju, kur mēs varam turpināt gāzt, bet tomēr – tā nav bezgalīga platība, un tā ir valsts atbildība.

Mēs strādājam šajā jomā, bet zinātnei ir ievērojami vairāk jāpievēršas šīs nozīmīgās problēmas risinājumam, tai ir jāpievēršas arī sociālo zinātņu pārstāvjiem, lai rastu veidus, kā uzrunāt sabiedrību, kā mainīt patēriņa veidus; un es pat gribētu teikt, ka tieši tajā sektorā mums varbūt ir lielākais potenciāls, jo mēs varam izstrādāt perfektas tehnoloģijas, esam pētījuši materiālu atgūšanu no saules paneļiem, un ko ar viņiem darīt tad, kad tie ir nolietoti. Risinājumi ir, galu galā var nopirkt arī gatavas tehnoloģijas, bet primārais tomēr ir sabiedrības izpratne, sabiedrības vajadzības.

Kļūda rakstā?

Iezīmējiet tekstu un spiediet Ctrl+Enter, lai nosūtītu labojamo teksta fragmentu redaktoram!

Iezīmējiet tekstu un spiediet uz Ziņot par kļūdu pogas, lai nosūtītu labojamo teksta fragmentu redaktoram!

Tehnoloģijas un zinātne
Dzīve & Stils
Jaunākie
Interesanti

Informējam, ka LSM portālā tiek izmantotas sīkdatnes (angļu val. "cookies"). Turpinot lietot šo portālu, Jūs piekrītat, ka mēs uzkrāsim un izmantosim sīkdatnes Jūsu ierīcē. Uzzināt vairāk

Pieņemt un turpināt