Projekta aizsākumi
Zinātniskā sadarbība starp LU Fizikas institūtu un partneriem – Norvēģijas pētniecības centru SINTEF, Kauņas Tehnoloģiju universitāti (Lietuva) un Tallinas Tehnoloģiju universitāti (Igaunija) aizsākās 2020. gadā, kad Baltijas Pētniecības programmas konkursam tika sagatavots un iesniegts projekts “Mikroviļņu priekšapstrādē aktivizētas biomasas gazifikācijas tehnoloģiju izstrāde siltuma un degvielas ražošanai klimata neitralitātes sasniegšanai Eiropā (MiBio)” ar mērķi intensificēt biomasas pielietojamību efektīvai enerģijas ražošanai, uzlabojot dažādas izcelsmes biomasas galvenās īpašības. izejvielas, izmantojot biomasas izejvielu priekšapstrādi mikroviļņu krāsnī. Projekts tika novērtēts pozitīvi, bet nepietika līdzekļu projekta finansēšanai un projekts netika realizēts un aktīva zinātniskā sadarbība starp šīm organizācijām neattīstījās. Lai aktivizētu sadarbību starp partneriem, tika pieņemts lēmums piedalīties Baltijas Pētniecības programmas ierobežotajā konkursā 2023.gadā, lai saņemtu finansējumu jauna projekta rakstīšanai, kas paredz MiBio projekta uzlabošanu un atkārtotu iesniegšanu kādā no izsludinātiem zinātnisko pētījumu konkursiem. Līdz ar to sadarbībā ar norvēģu (SINTEF), lietuviešu (KTU) un igauņu (Taltech) partneriem uzsākām darbu pie jaunā projekta sagatavošanas ar nosaukumu: ”Projekta izstrāde reģionālo biomasas resursu termoķīmisko pārvērtību aktīvai kontrolei ar uzlabotu saražotās enerģijas kvalitāti un Eiropas klimata neitralitātes pieaugumu (BioTech)”.
BioTech mērķis ir izveidot jaunu projektu, kas atbilst Eiropas Komisijas galvenajiem mērķiem, paredzot izstrādāt inovatīvas metodes klimata pārmaiņu samazināšanai, palielinot atjaunojamās enerģijas ražošanu un tās efektivitāti vismaz par 32% līdz 2030. gadam un samazinot siltumnīcefekta gāzu emisijas vismaz par 40% (salīdzinājumā ar 1990. gada līmeni) līdz 2050. gadam sasniegt nulles siltumnīcefekta gāzu emisijas ES, tai skaitā Baltijas jūras reģionā. Turpinot un papildinot pētījumus, kas tika plānoti, veidojot Baltijas pētniecības programmas projektu MiBio, BioTech projekta mērķis bija izstrādāt pilnveidotu projektu, kas atbilst programmas “Apvārsnis Eiropa” prioritātei “Efektīva, ilgtspējīga un iekļaujoša enerģijas izmantošana”.
Projektā paveiktais
Darbs pie Biotech projekta izstrādes paredzēja piecu aktivitāšu izstrādi laika posmā no 2023. gada maija līdz 2024.gada aprīlim, veicot jaunāko zinātnisko pētījumu analīzi virzienam, kas atbilst MIBio pētījumiem, izsludināto konkursu meklējumus un to analīzi, izvērtējot jaunajā projektā veicamās aktivitātes, partneru meklējumus un izstrādājot un iesniedzot jaunu projekta pieteikumu. Izvērtējot iespējamos projektu konkursus, tika konstatēts, ka mūsu pētījumiem, kas bija paredzēti MiBio projekta ietvaros, un aptver Biotech projekta finansējuma laika posmu, vislabāk atbilst Apvārsnis Eiropa konkurss “CL5-2024-D4-01 (Efektīva, ilgtspējīga un iekļaujoša enerģijas izmantošana)” ar nosaukumu “Alternatīvas apkures sistēmas efektīvai, elastīgai un elektrificētai siltuma ražošanai rūpniecībā”.
Nozīmīgs solis BioTech projekta izstrādē bija saistīts ar pētniecības rezultātu stāvokļa analīzi atbilstoši inovatīvā pētījuma mērķiem un uzdevumiem, kas paredzēti projekta īstenošanas gaitā. LUFI iepriekš veiktie pētījumi ļauj secināt ka dažādas izcelsmes biomasas granulu priekšapstrāde ar mikroviļņiem, nodrošina efektīvu dažādas izcelsmes biomasas struktūras, elementārā sastāva un siltumspējas uzlabošanu, ko var panākt, mainot mikroviļņu apstarošanas temperatūru vai apstarošanas ilgumu. (1. zīm.) /1,2/.
Biomasas elementārā sastāva un siltumspējas izmaiņas būtiski ietekmē tās galveno sastāvdaļu- celulozes, hemicelulozes un lignīna termiskās sadalīšanās ātrumu, izraisot ātrāku gaistošo savienojumu izdalīšanos, to uzliesmošanu un degšanu. Atbilstoši šīm izmaiņām attiecīgi palielinās degšanas procesa siltuma jauda, saražotā siltuma izdalīšanās ātrums un saražotās enerģijas daudzums uz sadedzinātās biomasas svara vienību (2. zīm.). Atjaunojamā kurināmā- aktivizētās biomasas degšanas procesa uzlabošanās palielina sadedzinātā oglekļa daudzumu, izraisot oglekļa neitrālo emisiju CO2 pieaugumu, bet samazinot siltuma ražotāju ietekmi uz globālo sasilšanu
Ņemot vērā mikroviļņu ietekmi uz biomasas elementāro sastāvu un degšanas procesa raksturojošiem parametriem, pilnveidotā projekta aktivitātes būs saistītas ar dažādas struktūras un sastāva biomasas mikroviļņu apstrādes pētījumiem, lai nodrošinātu efektīvu galveno raksturojošo parametru uzlabošanu bioenerģijas un biogāzes vai bioogļu ražošanai. Padziļinātu šo ražošanas procesu pētījumu rezultātā un, veicot Horizon konkursa galveno mērķu un uzdevumu analīzi, tika sagatavots un iesniegts Apvārsnis Eiropa projekta pieteikums “Alternatīvas elektrizētas apkures tehnoloģijas elastīgai, efektīvi un ilgtspējīgai biomasas izmantošanai enerģijas pārejā” (Wood-e). Ņemot vērā projekta aktivitāšu galvenos uzdevumus, tika secināts, ka būs vēlama papildus partneru iesaiste ar pieredzi biomasas apstrādē ar mikroviļņiem un plazmas plūsmu, šo procesu aprites cikla novērtējumi un to izmantošanas iespējas rūpniecībā. Rezultātā tika veikta partneru meklēšana un piesaiste, paplašinot projektu izpildītāju komandu un piesaistot partnerus no Beļģijas (MEAM), Grieķijas izvērtējot (NTUA Veltis), Spānijas (INV) un industriālo partneri no Latvijas (Fortes). Norvēģijas partneris SINTEF bija uzņēmies atbildību par projekta galīgās versijas sagatavošanu un iesniegšanu, iesaistot šos pieredzējušos partnerus projekta aktivitāšu un galveno uzdevumu sagatavošanā. Padziļinātais projekts Wood-E ir sagatavots un iesniegts laikā (18.04.2024.). Tas paredz veikt inovatīvus pētījumus, lai kontrolētu un uzlabotu biomasas termisko sadalīšanos (gazifikāciju) ar efektīvu bioenerģijas (elektrības un siltuma) ražošanu, izmantojot alternatīvus siltuma avotus (mikroviļņu un plazmas plūsmu).
Projekta izaicinājumi un ieguvumi
Viens no būtiskākajiem projekta izaicinājumiem bija saistīts ar atbilstoša projektu konkursu meklēšanu. Tika atrasts tikai viens Apvārsnis Eiropa piedāvājums “Alternatīvas apkures sistēmas efektīvai, elastīgai un elektrificētai siltuma ražošanai rūpniecībā”, kura tēma, izpildes un iesniegšanas laiks bija atbilstošs Biotech projekta izpildes laikam. Tāpēc jau pagājušā gada decembrī tika uzsākts intensīvs darbs pie partneru meklēšanas un šim konkursam atbilstoša projekta sagatavošanas. Partneru meklēšanu stipri ierobežoja šī konkursa stingrie nosacījumi saistībā ar pētījumu rezultātu ieviešanu nozarē, tāpēc projekta komanda tika izveidota tikai marta sākumā. Jaunā projekta konsorciju veido: SINTEF (Norvēģija), Latvijas Universitāte (Latvija), Kauņas Tehnoloģiju universitāte (Lietuva), Tallinas Tehnoloģiju universitāte (Igaunija), MEAM International (Beļģija) ar kompetenci mikroviļņu apkures sistēmu projektēšanā un būvniecība, Atēnu Nacionālās Tehniskā universitāte (Grieķija) ar kompetenci plazmas darvas konversijas eksperimentos, partneris no Veltis (Grieķija) ar kompetenci ietekmes pētījumos dažādās rūpniecības nozarēs un biznesa gadījumos un konsultāciju partneris INV (Spānija). Papildus tika iekļauts industriālais partneris Fortes (Latvija) ar kompetenci biomasas gazifikācijā un bioenerģijas (elektrības un siltuma) ražošanā, lai izstrādātu mikroviļņu un plazmas apkures sistēmas kā alternatīvas siltuma avotu tehnoloģijas koģenerācijas ražošanas nozarē. SINTEF uzņēmās projekta vadību, nodrošinot intensīvu darbu pie projekta gala versijas sagatavošanas. Pateicoties partneru INVENIAM (Spānija) pieredzei un zināšanām un konsultācijām, projekts tika sagatavots un savlaicīgi iesniegts tā izvērtēšanai.
No BioTech projekta ietvaros veiktās analīzes izriet, ka pieaugoša globālā sasilšana prasa plašāku atjaunojamo biomasas izejvielu izmantošanu zaļai un efektīvai enerģijas ražošanai, kas kļūst arvien svarīgāka un prasa sniegt inovatīvus zinātniskus risinājumus biomasas izejvielu galveno īpašību uzlabošanai, lai samazinātu enerģijas ražotāju ietekme uz SEG emisiju veidošanos.
Detalizēta tehnikas stāvokļa analīze saistībā ar pētījumu, ko bija plānots veikt Biotech projekta ietvaros, bija būtiska, lai izvēlētos Apvārsnis Eiropa projektu konkursu, kura mērķi un uzdevumi atbilst MioBio projekta ietvaram, paverot iespējas to pilnveidot un papildināt.
Projekta sagatavošana Apvārsnis Eiropa konkursa ietvaros bija sarežģītāka, jo bija saistīta ar prasību izveidot rūpnieciska mēroga inovatīvu tehnoloģiju biomasas pirmapstrādei un bioenerģijas ražošanai. Līdz ar to radās nepieciešamība paplašināt projekta izpēti, iesaistot projektā jaunus partnerus. Partneru ar pieredzi bioenerģijas ražošanā un tās kvalitātes uzlabošanā piesaiste projekta īstenošanai pavēra iespējas izveidot inovatīvu projektu, kura rezultāti var nodrošināt efektīvu bioenerģijas ražošanu rūpnieciskā līmenī ar uzlabotu izmešu sastāvu nodrošinot plašāku vietējo bioenerģijas resursu izmantošana, vienlaikus samazinot fosilā kurināmā izmantošanu. Jaunu un pieredzējušu partneru piesaiste projektam bija izšķirošais faktors, kas nodrošināja savlaicīgu inovatīvā projekta sagatavošanu un iesniegšanu.
Projekta un sadarbības turpinājums
Jaunais projekts sniegs apjomīgus pētījumus un ar datiem pamatotus ieteikumus dažādu izcelsmes biomasas izejvielu efektīvai izmantošanai mikroviļņu apkurei un efektīvu enerģijas ražošanas tehnoloģiju izstrādei mājsaimniecības apkurē un rūpniecībā.
Pie tam izvēlētā konkursa mērķis un uzdevumi Apvārsnis Eiropa projekta aktivitātēs paredz pētījumus, kas saistīti ar biomasas termiskās sadalīšanās skaitliskās simulācijas rezultātu uzlabošanu un paplašināšanu ar pētījumu rezultātiem rūpnieciskā mērogā. Papildus projektā ir paredzēti pētījumi, kas saistīti ar pilna dzīves cikla analīzes analīzi, ilgtspējību, tirgus analīzi un izstrādāto sistēmu bioenerģijas un biodegvielas ražošanai izmaksu efektivitātes analīzi.
Atbilstoši Baltijas Pētniecības programmas mērķiem, kas vērsta uz daudzpusējo attiecību stiprināšanu starp Baltijas valstu un donorvalstu pētniecības organizācijā, Biotech projekts ir veicinājis Latvijas Universitātes Fizikas institūta zinātniskās pētniecības sadarbību ar donoru partneri no Norvēģijas un partneriem Lietuvas un Igaunijas, kā arī attīstījis jaunas partnerības. Jaunais projekta pieteikums paredz pētniecību, lai izstrādātu industriāla mēroga inovatīvu tehnoloģiju efektīvai enerģijas ražošanai, tādējādi stiprinot sadarbību starp partneriem, kas definējama kā donorpartnera galvenā pievienotā vērtība. Atbildību par pilnveidotā projekta sagatavošanu un iesniegšanu uzņēmās Norvēģijas partneris (SINTEF), piesaistot partnerus no Latvijas (IPUL, Fortes), Lietuvas (KTU), Igaunijas (TalTech). Beļģija (MEAM), Grieķija (NTUA, Veltis) un Spānija (INVENIAM). Projektā iesaistītajiem partneriem ir pieredze biomasas raksturlielumu izpētē un uzlabošanā (IPUL, TalTech), biogāzes un bioenerģijas ražošanā (IPUL, Fortes) biomasas apstrādē ar mikroviļņiem (IPUL, MEAM), gaistošo vielu sadegšanas uzlabošanā, izmantojot plazmas plūsmu. (NTUA) un šo jauno tehnoloģiju izmaksu un ilgtspējības novērtēšanā rūpnieciskiem lietojumiem (KTU, Veltis). Efektīvāka rūpnieciska mēroga bioenerģijas ražošana, izmantojot šīs alternatīvās tehnoloģijas, veicinās plašāku un efektīvāku vietējo atjaunojamo energoresursu izmantošanu, ierobežojot siltumnīcefekta gāzu emisijas un enerģijas ražotāju ietekmi uz vidi, ko var kvalificēt kā galvenos ieguvumus no izstrādātā jaunā projekta pieteikuma Apvārsnis Eiropa .
Dažādu prasmju pielietošana projektā iesaistītajiem 9 partneriem ar pieredzi eksperimentālo pētījumu (IPUL, Taltech), skaitliskās simulācijas (SINTEF), biomasas termoķīmiskās konversijas procesā attīstošo procesu rūpnieciskajā pielietošanā (Fortes) un partneru prasmes procesu vadībā, izmantojot biomasas mikroviļņu torrefikāciju (MEAM, IPUL) un plazmas plūsmas izraisītu degošu gaistošo vielu un darvu izdegšanas kontroli (NTUA) veicinās partneru sadarbības ilgtspēju ne tikai projekta līmenī, bet arī pēc projekta īstenošanas. Jāņem vērā, ka donorvalsts partnera SINTEF pieredze biomasas termiskās sadalīšanās skaitliskā modelēšanā tiks efektīvi izmantota, lai palielinātu mikroviļnu izraisītas biomasas rūdīšanas procesu rūpnieciskiem lietojumiem ar procesa optimizāciju. Būtībā partneru sadarbība projekta īstenošanas laikā, izvērtējot katra partnera prasmes, viņu iekārtas un programmas pēc projekta īstenošanas var tikt izmantota, lai nodrošinātu plašāku dažādu izcelsmes lokāli pieejamo katras valsts biomasas izejvielu un to selektīvi iepriekš apstrādātu maisījumu izmantošanu, efektīvu enerģijas ražošanu, fosilo kurināmo aizstājot ar atjaunojamiem energoresursiem. Tas ļauj samazināt siltumnīcas efektu izraisošo oglekļa emisiju (CO2) daudzumu enerģijas ražošanas laikā, ierobežojot enerģijas ražotāju ietekmi uz Zemes klimata pārmaiņām.
Baltijas pētniecības programma tiek īstenota ar EEZ grantu atbalstu programmas “Pētniecība un izglītība” ietvaros, kuru ievieš Izglītības un zinātnes ministrija un Latvijas Zinātnes padome. Programmas kopējais finansējums ir 8 676 084 euro, no kuriem valsts budžeta līdzfinansējums ir 15% jeb 1 301 413 euro un EEZ līdzfinansējums ir 85% jeb 7 374 671 euro. Baltijas pētniecības programmā Latvijā tiek īstenoti 9 pētniecības projekti un 5 mazi sadarbības projekti.
Baltijas Pētniecības programmas projektu “Projekta izstrāde reģionālo biomasas resursu termoķīmisko pārvērtību aktīvai kontrolei ar uzlabotu saražotās enerģijas kvalitāti un Eiropas klimata neitralitātes pieaugumu (BioTech)” īsteno Latvijas Universitāte (Latvija) sadarbībā ar SINTEF (Norvēgija), Tallinas Tehnoloģiju universitāte (Igaunija), Kauņas Tehnoloģiju universitāte (Lietuva).
Papildu informācija:
Piesakies jaunumiem
Saņem paziņojumus par jaunākajiem konkursiem, ziņām un pasākumiem programmās, kuras svarīgas tieši Tev!
Ziņo par pārkāpumiem
Ieviešanā sekojam labas pārvaldības principiem un ieviešanas porcess ir atklāts, caurspīdīgs un izsekojams. Ja tev ir aizdomas par pārkāpumu - ziņo!