Νέο έτος προόδου της χώρας μας στην ενεργειακή μετάβαση προς καθαρότερες πηγές ενέργειας

Στο άρθρο μου «Προκλήσεις στην Ελλάδα στην πορεία επίτευξης του στόχου της Κλιματικής Ουδετερότητας έως το 2050», που περιλήφθηκε στο αφιέρωμα του energypress για τις προοπτικές του 2021, αναφέρθηκα στις παρακάτω προκλήσεις:

1. Πράσινο Υδρογόνο,

2. Ενεργειακή Αυτονομία Ελληνικών Νησιών, και 

3. Πλωτές ανεμογεννήτριες στον Ελληνικό Θαλάσσιο Χώρο.

Για το Υδρογόνο, η εθνική στρατηγική θα ανακοινωθεί τις επόμενες εβδομάδες από τον Υπουργό Περιβάλλοντος και Ενέργειας.  Στον τομέα των νησιών έχουν αναληφθεί καινοτομικές πρωτοβουλίες, όπως στον Άγιο Ευστράτιο (Πράσινο Νησί), στην Αστυπάλαια και πρόσφατα στη Χάλκη, για την ενεργειακή αυτονομία τους και τη μείωση των εκπομπών αερίων του φαινομένου του θερμοκηπίου (ΑΦΘ) μέσα από τον συνδυασμό της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (ΗΕ) από ΑΠΕ και της ηλεκτροκίνησης στις μεταφορές.  Στον τομέα των πλωτών ανεμογεννητριών, ο κ. Πρωθυπουργός έχει ήδη ανακοινώσει την πρόθεση της Κυβέρνησης να υλοποιηθούν 2 GW υπεράκτια αιολικά πάρκα μέχρι το 2030.

Χωρίς να το έχουν συνειδητοποιήσει ακόμη πολλοί συμπολίτες μας, η Ελλάδα έχει μεταβεί από συνθήκες μονοπωλίου με μόνο μία επιχείρηση παραγωγής, μεταφοράς και διανομής ΗΕ, σε ένα νέο περιβάλλον, όπου επιχειρούν χιλιάδες παραγωγοί, με εγκατάσταση και λειτουργία μονάδων ΑΠΕ.

Οι κοινωνικές αντιδράσεις για την εγκατάσταση ΑΠΕ συνεχίζουν ωστόσο να υφίστανται, αν και οι ενεργές κοινότητες στην Ελλάδα έχουν φθάσει τις 1017 με τη μορφή Ενεργειακών Κοινοτήτων (ΕΚΟΙΝ) ή Συνεταιρισμού (ΣΥΝ-ΣΥΝΠΕ).  Η συνολική εγκατεστημένη ισχύς 637 έργων ΑΠΕ από ΕΚΟΙΝ ανέρχεται στα 438 MW στην επικράτεια (πηγή: ΔΑΠΕΕΠ και ΔΕΔΔΗΕ, ανάλυση δεδομένων ΚΑΠΕ, Αύγ. 2021).

Η χρήση ΑΠΕ από τις ΕΚΟΙΝ θα διασφαλίσει χαμηλό κόστος παρεχόμενης ΗΕ, ώστε ως αυτοκαταναλωτές (prosumers) να διασφαλίσουν περαιτέρω και τη βιωσιμότητα των φορέων τους.

Οι ΑΠΕ έχουν δυναμικά εκτοπίσει κάθε άλλη μορφή παραγωγής ΗΕ, λόγω κόστους, όπως παρουσιάζεται σε μελέτη του Διεθνούς Οργανισμού Ανανεώσιμης Ενέργειας IRENA (International Renewable Energy Agency).  Δείτε Πίνακα 1.

Στην ημερίδα της Ακαδημίας Αθηνών, που διεξήχθη την 1η Οκτωβρίου 2021 με θέμα την «Ενεργειακή Αυτοδυναμία της Ελλάδος στο πλαίσιο της Ευρωπαϊκής Πολιτικής για την Ενέργεια», αναφέρθηκα στις περισσότερο υποσχόμενες ΑΠΕ, εκείνες που μπορούν να είναι οδηγοί στην Ενεργειακή Μετάβαση προς καθαρότερες πηγές ενέργειας.  Σύμφωνα με σχετική αναφορά του Carbon Tracker Initiative (2021), η ηλιακή και η αιολική ενέργεια που είναι διαθέσιμες στη γη, συνιστούν έναν τεράστιο ενεργειακό πόρο χαμηλού κόστους. Με τις διαθέσιμες εμπορικές τεχνολογίες αξιοποίησής τους σε ένα υποσύνολο διαθέσιμων τοποθεσιών, μπορούν να παραχθούν τουλάχιστον 6700x109 MWh ετησίως από τον ήλιο και τον άνεμο.  Η προαναφερόμενη ποσότητα ενέργειας είναι 100 φορές μεγαλύτερη από την παγκόσμια ζήτηση ενέργειας.

Πηγή: Μελέτη δεδομένων από 20.000 έργα ΑΠΕ (1982 GW) και 13.000 συμφωνιών αγοράς ισχύος (PPA, 583 GW). (IRENA, Ιούνιος 2021)

Πίνακας 1: Σύγκριση Τεχνολογιών ΑΠΕ. Συνολικό Κόστος Εγκατάστασης, Παραγωγικότητα (capacity factor) και Ισοσταθμισμένο Κόστος ΗΕ.

Αναφέρεται δε, ότι η διαθέσιμη γη για εγκατάσταση ΑΠΕ δεν είναι περιοριστικός παράγοντας.  Η γη που απαιτείται για ηλιακούς συλλέκτες για την παροχή όλης της παγκόσμιας ενέργειας, είναι 450.000 km2, δηλαδή το 0,3% της παγκόσμιας χερσαίας έκτασης των 149x106 km2.

Στη ρηθείσα ημερίδα της Ακαδημίας Αθηνών αναφέρθηκα στην ενεργειακή εξάρτηση της χώρας μας από εισαγόμενα στερεά ορυκτά καύσιμα, φυσικό αέριο, πετρέλαιο και παράγωγα προϊόντα (εκτός βιοκαυσίμων) και μαζούτ, η οποία ανέρχεται σε ποσοστό 74% επί του συνόλου της κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας, όπως προέκυψε από ανάλυση δεδομένων της Eurostat για το 2019 από το ΚΑΠΕ.

H ενεργειακή εξάρτηση της χώρας μας μπορεί να μειωθεί από το 74% (2019) στο 32% ή ακόμη και στο 23% μέχρι το 2050, εφαρμόζοντας τα κατάλληλα μέτρα πολιτικής που θα αποφασισθούν και θα εφαρμοσθούν στο πλαίσιο του Εθνικού Σχεδίου για την Ενέργεια και το Κλίμα (ΕΣΕΚ).  Ειδικότερα για τη μείωση της ενεργειακής εξάρτησης της χώρας μας στο 32%, απαιτείται να μεγιστοποιηθούν κυρίως τα μέτρα βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης, αλλά και εξηλεκτρισμού της θέρμανσης χώρων και των μεταφορών, και τα μέτρα για τα βιοκαύσιμα.

Για την περαιτέρω μείωση της ενεργειακής εξάρτησης της χώρας μας στο 23%, απαιτείται να μεγιστοποιηθούν τα μέτρα κυρίως για κλιματικά ουδέτερο υδρογόνο, βιομεθάνιο και βιοαέριο.

Με τα δύο παραπάνω σενάρια, στόχος είναι ο περιορισμός της αύξησης της θερμοκρασίας κατά 1,5 °C σε σχέση με τα επίπεδα της προβιομηχανικής εποχής.  Το ερώτημα βέβαια παραμένει για το εάν τα μέτρα που θα ληφθούν είναι αρκετά για την επιβράδυνση της κλιματικής αλλαγής.  

Η ενεργειακή μετάβαση προς καθαρότερες πηγές ενέργειας δημιουργεί απαιτήσεις και ευκαιρίες που πρέπει ως χώρα να στοχοθετήσουμε για τον συντονισμό και τη χρηματοδότηση δράσεων.  Αφορούν στην τεχνολογική πρόοδο της χώρας μας στους τομείς της απολιγνιτοποίησης, της διεσπαρμένης παραγωγής ενέργειας με ΑΠΕ και της ψηφιοποίησης του δικτύου ενέργειας.  Ειδικά στο θέμα της διεσπαρμένης παραγωγής ΗΕ με ΑΠΕ, θα πρέπει να επικεντρωθούν οι προσπάθειες για την:

Α) Παραγωγή Εξοπλισμού ΑΠΕ (ΦΒ και ανεμογεννήτριες) στην Ελλάδα

Από το 2008 υπήρξαν αξιόλογα επενδυτικά σχέδια για την εγκατάσταση και λειτουργία εργοστασίων παραγωγής φωτοβολταϊκών (ΦΒ) πάνελ στην Πελοπόννησο, τα οποία δυστυχώς δεν απέβησαν βιώσιμα.  

Οι προσπάθειες για την εγχώρια παραγωγή ανεμογεννητριών δεν ήταν επίσης επιτυχείς.  Οι δύο πρώτες ανεμογεννήτριες που εγκαταστάθηκαν στο Πάρκο Ενεργειακής Αγωγής του ΚΑΠΕ στην Κερατέα Αττικής ήταν ελληνικής κατασκευής.  Σήμερα όλες οι ανεμογεννήτριες που εγκαθίστανται στην Ελλάδα είναι εισαγόμενες.

Μία πολιτική ενίσχυσης εργοστασίων παραγωγής εξοπλισμού μονάδων παραγωγής ΑΠΕ (ΦΒ πάνελ και ανεμογεννήτριες) στην Ελλάδα θα συμβάλλει πολλαπλά στην ανάπτυξη εγχώριας τεχνογνωσίας, στη δημιουργία νέων θέσεων εργασίας στην Ελλάδα και στο εξωτερικό, μέσω της αναμενόμενης εξωστρέφειας των ελληνικών επιχειρήσεων.

Β)  Ανάπτυξη τεχνολογιών έξυπνων μικροδικτύων

Η διεσπαρμένη παραγωγή HE με ΑΠΕ έχει σημαντικά πλεονεκτήματα, αλλά και το μειονέκτημα της στοχαστικής παραγωγής των ΦΒ και Αιολικών Πάρκων.  Η μη σταθερή παραγωγή των μονάδων ΑΠΕ μπορεί να αντιμετωπιστεί με την ανάπτυξη έξυπνων μικροδικτύων (μ/δ), που μπορούν να διαχειριστούν ένα σύνολο διασυνδεδεμένων φορτίων και διεσπαρμένων ενεργειακών πόρων, με διακριτά ηλεκτρικά όρια που λειτουργούν ως μια ελεγχόμενη οντότητα ως προς το δίκτυο.  Στα πλεονεκτήματα των μ/δ περιλαμβάνονται, εκτός της αυξημένης ασφάλειας ως προς την παροχή ισχύος στους τελικούς χρήστες, ο βέλτιστος έλεγχος λειτουργίας των συστημάτων ισχύος και των δικτύων διανομής και οι σαφείς δυνατότητες ελέγχου, καθορίζοντας τα όρια και τις ευθύνες καθενός εμπλεκόμενου μέρους.

Η ανάπτυξη έξυπνων μ/δ καθιστά δυνατή την αύξηση της διείσδυσης των ΑΠΕ σε τοπικό επίπεδο, έχει ως επακόλουθο τη μείωση εκπομπών CO2, τη μείωση της χρήσης των δικτύων μεταφοράς, ελαχιστοποιώντας τις απώλειες και συνεπώς μειώνοντας το κόστος.

Γ) Ανάπτυξη τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας

Όσον αφορά στις τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας, εκτός της αντλησιοταμίευσης θα πρέπει να εφαρμοσθούν πολιτικές ανάπτυξης μονάδων παραγωγής, μεταφοράς και αποθήκευσης υδρογόνου, μπαταριών και υπερπυκνωτών (supercapacitors).  

Σημαντικός παράγοντας στην ανάπτυξη των προαναφερόμενων τεχνολογιών είναι η διαθεσιμότητα κρίσιμων πρώτων υλών.  Χαρακτηριστικά αναφέρεται για την παραγωγή των supercapacitors, η χρήση φερριτών σπινελίου και οξειδίων περοβσκίτη (MnCo2O4, NiCo2O4 και CuCo2O4, δείτε Εικόνα 1).

Εικόνα 2: Οξείδια περοβσκίτη, σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης: 

1η στήλη MnCo2O4, 2η στήλη NiCo2O4 και 3η στήλη CuCo2O4).

Πηγή: Liu et al. (2018). Advanced materials and technologies for supercapacitors 

used in energy conversion and storage by Abdel Maksoud et al

Environmental Chemistry Letters (2021) 19:375–439

Ολοκληρώνοντας, οι επισημανθείσες δράσεις στο πλαίσιο της ενεργειακής μετάβασης προς καθαρότερες πηγές ενέργειας, εξυπηρετούν τη στρατηγική μέγιστης διείσδυσης των ΑΠΕ στην παραγωγή ΗΕ με εφαρμογή τεχνολογιών έξυπνων δικτύων και αποθήκευσης ενέργειας, στον εξηλεκτρισμό των οδικών μεταφορών και στην αξιοποίηση του υδρογόνου ως νέου ενεργειακού φορέα.

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

Ο Δρ Σπυρίδων Οικονόμου είναι Πρόεδρος του ΚΑΠΕ

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