Ένα παράδειγμα που δίνει αισιοδοξία: Πως οι λιμένες μετατρέπονται σε πράσινους ενεργειακούς κόμβους

Ανάμεσα στην πληθώρα των σύγχρονων κοινωνικών, οικονομικών και περιβαλλοντικών ζητημάτων, η βαρύτητα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στην κλιματική αλλαγή, έχει οδηγήσει σε μια σειρά μέτρων που θα μειώσουν την επίδραση των αρνητικών επιπτώσεων στη φύση και το περιβάλλον. 

Έτσι, μετά τη Σύνοδο των Παρισίων και την «Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία», προέκυψε πρόσφατα και το πακέτο σχεδίου οδηγιών με την κωδική ονομασία “fit for 55%”, το οποίο καλύπτει το σύνολο των παραγωγικών δραστηριοτήτων. Οι προκλήσεις που εγείρονται από αυτή τη σειρά στρατηγικών αποφάσεων είναι σημαντικές. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η κάλυψη των αυξανόμενων ενεργειακών αναγκών, μέσω πράσινων μεθόδων παραγωγής, οι οποίες θα πρέπει να λειτουργούν συνεχώς και απρόσκοπτα. 

Σε αυτό το πλαίσιο, έρχεται να διαμορφωθεί και η νέα αγορά ηλεκτρικής ενέργειας με αρκετά διαφοροποιημένους όρους σε σχέση με το παρελθόν. Έτσι, για παράδειγμα, το ερώτημα της επιτυχούς εξισορρόπησης του ισοζυγίου μεταξύ Παραγωγής και Ζήτησης σε κάθε χρονική στιγμή αποκτά ιδιαίτερο ενδιαφέρον, με την επιπλέον προστιθέμενη ρυθμιστική παράμετρο  να είναι η συνιστώσα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας. 

Η εν λόγω συνιστώσα απαιτεί σειρά επενδύσεων μεγάλης οικονομικής κλίμακας, επιπλέον των αντίστοιχων επενδύσεων σε μονάδες παραγωγής μηδενικής ρύπανσης. Έτσι, η επίτευξη χαμηλής τιμής του κοινωνικού αγαθού της ηλεκτρικής ενέργειας συνιστά έναν δυσεπίτευκτο στόχο, για την επιτυχία του οποίου εργάζονται όλοι οι ενεργειακοί φορείς.  

Προς την κατεύθυνση της μείωσης του κόστους λειτουργίας, συμβάλλει και η προσπάθεια αύξησης της ενεργειακής απόδοσης των δικτύων μεταφοράς και διανομής μέσα από μία δέσμη μέτρων, οι οποίες στοχεύουν στη μείωση των τεχνικών και μη τεχνικών απωλειών των δικτύων. Οι απώλειες ενέργειας, ειδικότερα στο δίκτυο διανομής, αποτελούν σημαντική συνιστώσα του συνολικού κόστους ενέργειας για τον τελικό καταναλωτή. 

Θαλάσσιες μεταφορές

Χαρακτηριστικός είναι και ο εκτεταμένος προβληματισμός ολόκληρης της Ευρώπης, σχετικά με τη ρύπανση που προκαλείται από τις θαλάσσιες μεταφορές. Η ΕΕ έχει δεσμευτεί για μείωση των ρύπων στις μεταφορές κατά 90% ως το 2050, με τη ναυτιλία να ευθύνεται για το 13% των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου του τομέα των μεταφορών στην Ευρώπη. Η μείωση της συμβολής των ναυτιλιακών μέσων στη ρύπανση, εμπεριέχεται στους στόχους τόσο του Διεθνούς Ναυτιλιακού Οργανισμού (ΙΜΟ) όσο και της ΕΕ.    

Σύμφωνα με το «fit-for-55%», πριμοδοτείται η χρήση των εναλλακτικών καυσίμων ή του ηλεκτρικού ρεύματος κατά τον ελλιμενισμό, μέσω της μη επιβολής προστίμου στο εμπόριο ρύπων ή φορο-απαλλαγή για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ειδικά, κατά των ελλιμενισμό των πλοίων, θα γίνεται παύση λειτουργίας των μηχανών – γεννητριών και ηλεκτροδότηση από το δίκτυο της ξηράς, στο οποίο η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας θα γίνεται πλέον με τρόπους πιο φιλικούς προς το περιβάλλον. 

Το μέτρο της ηλεκτροδότησης των ελλιμενιζόμενων πλοίων που συχνά συναντάται και ως cold ironing, περιλαμβάνει την κατάλληλη μετατροπή συχνότητας και μετασχηματισμό τάσης, σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά λειτουργίας των πλοίων. Σημαντικές προϋποθέσεις, για να επιτευχθούν όλα τα παραπάνω, αποτελούν η σωστή μέτρηση των ενεργειακών καταναλώσεων των πλοίων, καθώς και η καταγραφή των υποδομών του δικτύου.

Το σχέδιο ΠΡΩΤΕΑΣ

Σε μία πιο ολιστική προσέγγιση, τα λιμάνια μπορούν να μετασχηματιστούν σε πράσινους ενεργειακούς κόμβους με εφαρμογή του σχεδίου «ΠΡΩΤΕΑΣ», το οποίο έχει αναπτυχθεί και επεξεργαστεί από την ομώνυμη διεπιστημονική ομάδα που αποτελείται από το Εργαστήριο Θαλάσσιων Μεταφορών του ΕΜΠ και τις εταιρίες PROTASIS, Hydrus και Gates. 

To σχέδιο «ΠΡΩΤΕΑΣ» υλοποιείται στο λιμάνι της Ηγουμενίτσας (ένα από τα βασικά λιμάνια του κεντρικού δικτύου – core ports of the TEN-T) στο πλαίσιο του έργου “ALFION – Alternative Fuel Implementation in IgOumenitsa Port”, το οποίο συγχρηματοδοτείται από το μηχανισμό Connecting Europe Facility-CEF και ξεκίνησε τον Αύγουστο του 2020. Εκτός από το Οργανισμό Λιμένα Ηγουμενίτσας συμμετέχουν τα μέλη της ομώνυμης ομάδας ΠΡΩΤΕΑΣ.

Ειδικότερα, το σχέδιο «ΠΡΩΤΕΑΣ» συνίσταται σε δέσμη μέτρων που επεκτείνουν τη λογική των έξυπνων μικρο-δικτύων ξεκινώντας από το cold-ironing και συνεχίζοντας με:

• Έξυπνα φωτιστικά LED και ασύρματο σύστημα διαδικτυακής επικοινωνίας (Li-Fi)
• Έξυπνη διαχείριση με διακοπτόμενη λειτουργία των ψυγείων reefers, τα οποία έχουν μεγάλη θερμική αδράνεια και διατηρούν σταθερή τη θερμοκρασία στο εσωτερικό τους για μεγάλα χρονικά διαστήματα
• Αναγεννητική πέδηση σε γερανούς φορτο-εκφόρτωσης 
• Εγκατάσταση ΑΠΕ (φωτοβολταϊκά συστήματα ή/και μικρές ανεμογεννήτριες)
• Εγκατάσταση μπαταριών για προσωρινή αποθήκευση με στόχο την κάλυψη αιχμών (energy buffering και peak shaving) αλλά και εναλλαγή συστοιχιών (battery swapping), για πλοία που έχουν ως κύρια ενεργειακή πηγή τις μπαταρίες.

Ωστόσο, με τον εξηλεκτρισμό των λιμένων, εγείρονται σημαντικές προκλήσεις, όπως η κάλυψη της αυξημένης ζήτησης ισχύος ακόμη και σε ώρες αιχμής, καθώς επίσης και η αντιμετώπιση προβλημάτων που εντοπίζονται στην ποιότητα ισχύος (διαταραχές τάσης και συχνότητας, ταχέα μεταβατικά φαινόμενα, αρμονική παραμόρφωση). Αυτά τα φαινόμενα προκαλούνται εξαιτίας των αυξημένου πλήθους των διασυνδεόμενων πλοίων, με υψηλές απαιτήσεις για τη διαχείριση της ηλεκτρικής ενέργειας. Έτσι, τα εξηλεκτρισμένα λιμάνια θα αποτελέσουν, τα επόμενα χρόνια, ενεργειακούς κόμβους υψηλής πυκνότητας, με ιδιαίτερα αυξημένες απαιτήσεις για εξορθολογισμένη διαχείριση της ηλεκτρικής ενέργειας. 

Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω και συνδυάζοντάς τα με την επιταγή των καιρών για δίκτυα υψηλής αποδοτικότητας, είναι η κατάλληλη στιγμή να προκριθεί ο μοντέρνος σχεδιασμός ψηφιοποιημένων και ενεργειακά αποδοτικών δικτύων διανομής ηλεκτρικής ενέργειας εντός του λιμένα. Ο σχεδιασμός αυτός θα περιλαμβάνει μία σειρά δράσεων όπως η εγκατάσταση μετασχηματιστών χαμηλών απωλειών, η δυναμική ρύθμιση τάσης εξόδου μετασχηματιστών με συστήματα αλλαγής τάσης υπό φορτίο (ΣΑΤΥΦ), η ενδεχόμενη επαύξηση επιπέδου τάσης λειτουργίας, η χρήση συστήματος ενεργειακής διαχείρισης με τεχνικές δυναμικής επαναδιαμόρφωσης της τοπολογίας του δικτύου, η εγκατάσταση τοπικών μονάδων εξομάλυνσης διαταραχών και αποκατάστασης ευστάθειας τάσης και συχνότητας, η δυνατότητα αποθήκευσης με αμφίδρομη δυνατότητα ροής ισχύος.

Εν κατακλείδι, η ενεργειακή μετάβαση δημιουργεί, αναμφισβήτητα, νέα πεδία δραστηριότητας και ενεργειακές ευκαιρίες. Με την επένδυση σε κατανεμημένους ενεργειακούς πόρους, δύναται να αυξηθεί η αξιοπιστία και ανταπόκριση του δικτύου. Μεγάλη πρόκληση αποτελεί η ενίσχυση και περαιτέρω ανάπτυξη των ηλεκτρικών διασυνδέσεων, στο πλαίσιο και της εθνικής ενεργειακής στρατηγικής. 

Υπό το πρίσμα της μετάβασης σε ένα νέο πρότυπο ανάπτυξης, ο τομέας της ενέργειας μπορεί να αναδειχθεί ως ένας από τους πλέον σημαντικούς τομείς για τις οικονομικές προοπτικές της Ελλάδας. Η γεωγραφική θέση της χώρας μας μπορεί, υπό προϋποθέσεις, να αποτελέσει ένα ακόμα σημαντικό πλεονέκτημα για την περαιτέρω ανάπτυξη του ενεργειακού τομέα, αλλά και της οικονομίας μας.

Στην PROTASIS επιδιώκουμε την πρωτοπορία στην τεχνολογική εξέλιξη, για την ουσιαστική ενεργειακή ανάπτυξη της χώρας, σχεδιάζοντας ευφυή συστήματα διαχείρισης ενέργειας, με αρωγό την ανάπτυξη στρατηγικών συνεργασιών και την εξειδίκευση των ανθρώπων μας. 

----------------------------

Ο κ. Βασίλης Γεωργίου είναι Πρόεδρος και Διευθύνων Σύμβουλος της εταιρείας PROTASIS

Το άρθρο περιλαμβάνεται στο αφιέρωμα του energypress για τις προκλήσεις, τους φόβους και τις προσδοκίες ενόψει του 2022.