Η κλιματική αλλαγή, ο δρόμος προς την αποανθρακοποίηση και ο ρόλος της ηλεκτρικής ενέργειας

Τo 2022, κατά την Βρετανική Μετεωρολογική Υπηρεσία, ήταν το θερμότερο έτος στην Μεγάλη Βρετανία, μια χώρα με μερικές από τις μακρύτερες χρονοσειρές μετρήσεων θερμοκρασίας, υπερβαίνοντας τους 10oC (10,04oC) για πρώτη φορά από το 1856, το έτος έναρξης του υπολογισμού μέσης ετήσιας τιμής. Επιπλέον του μέσου όρου, στο 2022 έπεσαν και τα ρεκόρ μέγιστης θερμοκρασίας σε πολλές πόλεις και μάλιστα με μεγάλα περιθώρια. Το ίδιο φαίνεται να ισχύει, βάσει προσωρινών εκτιμήσεων (Ιανουάριος 2023) και για την Γαλλία, Γερμανία και Ιρλανδία και πιθανόν και για άλλες χώρες της Ευρώπης.

Τα στοιχεία για το 2022 έρχονται να προστεθούν στα προηγούμενα του Παγκόσμιου Μετεωρολογικού Οργανισμού (World Meteorological Organization – WMO) που στην τελευταία (2022) ετήσια Έκθεση του για την Κατάσταση του Κλίματος1 διαπιστώνει ότι τα τελευταία χρόνια της περιόδου 2015-2021 ήταν τα πλέον θερμά από έναρξης υπολογισμού της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη με την βοήθεια ικανού αριθμού μετρήσεων (δες Σχήμα 1), με την αύξηση από την περίοδο 1850-1900 να έχει ξεπεράσει τους 1.1οC.

Εκτός από την σημαντική αύξηση της μέσης θερμοκρασίας που παρατηρείται τα τελευταία χρόνια, το 2022 είδε και πολύ μεγάλη αύξηση της εμφάνισης και κυρίως της έντασης ακραίων καιρικών φαινομένων με αποτέλεσμα τις πρωτοφανείς δασικές πυρκαγιές στην Καλιφόρνια και Αυστραλία, περιοχές που έχουν επανειλημμένα πληγεί από αυτές, φονικούς καύσωνες στην Ευρώπη (Ισπανία, Γαλλία), πλημμύρες μεγάλων περιοχών στις ΗΠΑ, Γερμανία, Πακιστάν με αποτέλεσμα οι υλικές ζημίες, πέραν της ανεκτίμητης απώλειας ανθρωπίνων ζωών, να αθροίζουν σε πάνω από 268 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι τον Νοέμβριο του 2022 σύμφωνα με την Suiss Re2 .

Η σημαντική αύξηση της συχνότητας εμφάνισης και έντασης των ακραίων καιρικών φαινομένων, οφείλεται κατά κύριο βαθμό στην Κλιματική Αλλαγή όπως θεμελιώνουν μελέτες του διεθνούς ανεξάρτητου ερευνητικού οργανισμού World Weather Attribution3 που αναλύει τις αιτίες των φαινόμενων αυτών διεξοδικά, η οποία ξεκίνησε με την καλπάζουσα αύξηση της συγκέντρωσης στην ατμόσφαιρα των λεγομένων Αερίων Φαινομένου Θερμοκηπίου (ΑΦΘ) δηλαδή κυρίως του διοξειδίου του άνθρακα (CO2), του μεθανίου (CH4), του υποξειδίου του αζώτου (N2O) και ενώσεων του φθορίου (SF6, PFC, HFC)

Στην τελευταία (Οκτώβριος 2022) Έκθεση4 για τις συγκεντρώσεις ΑΦΘ στην ατμόσφαιρα του WMO παρουσιάζεται ξεκάθαρα (δες Σχήμα 2) η αδιάλειπτη αύξηση όλων των ΑΦΘ. Η μέση συγκέντρωση του CO2 το 2021 έχει ήδη φτάσει ήδη τα 415ppm (από 287ppm στην προ-βιομηχανική εποχή του 1850) και αναμένεται να ξεπεράσει τα 417ppm το 2022, με ακόμη και την τάση αυτή καθ’ εαυτή να επιταχύνεται.

Σε μία ατμόσφαιρα σε πολύ λεπτή ισορροπία μεταξύ απορροφήσεων, ροών και εκπομπών θερμότητας και ΑΦΘ (δες και Σχήμα 5 κατωτέρω) στο πολύ ρηχό στρώμα αέρα μέσα στο οποίο ζούμε, η αλλαγή κατά 40% και πλέον του CO2, (κύριου συστατικού μαζί με τους υδρατμούς του μηχανισμού του Θερμοκηπίου αφού ευθύνεται κατά περίπου 80% για τον ρυθμό αύξησης της θερμοκρασίας), εντός λίγων δεκαετιών είναι άκρως ανησυχητική. Η πρόσθετη ενέργεια ανά m2 στην επιφάνεια της γης (radiative forcing) βαίνει αυξανόμενη όπως φαίνεται στο Σχήμα 3 και έχει σαν αποτέλεσμα την ήδη καταγραφείσα αύξηση της θερμοκρασίας κατά 1,1oC.

Η αύξηση της συγκέντρωσης των ΑΦΘ και κυρίως του CO2 στην ατμόσφαιρα καταλήγει σε αύξηση της ενέργειας που σωρεύεται στην ατμόσφαιρα με αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας και των επαγομένων αλλαγών στην γενική κυκλοφορία των συστημάτων καιρού με τις αρνητικές συνέπειες που ήδη έχουν εμφανιστεί αλλά και αυτών που εκτιμάται θα επέλθουν στο μέλλον.

Εκθέσεις Εκτίμησης Κατάστασης

Οι επιπτώσεις αυτές καταγράφονται στις περιοδικές Εκθέσεις Εκτίμησης της Κατάστασης (Assessment Reports) της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Κλιματική Αλλαγή (Intergovernmental Panel for Climate Change – IPCC) των Ηνωμένων Εθνών που δημοσιεύονται ανά 6-7ετία με την τελευταία να δημοσιεύεται το 2022. Στην συγγραφή των εκθέσεων αυτών συμμετέχουν πάνω από 3000 επιστήμονες όλων των ειδικοτήτων από όλες τις χώρες, οργανωμένοι σε τρείς Ομάδες Εργασίας κάθε μία εκ των οποίων δημοσιεύει επιμέρους έκθεση που εκτείνεται σε πάνω από 1000 σελίδες5 .

Οι εκθέσεις περιλαμβάνουν τις εκτιμήσεις με χρονικό ορίζοντα το 2100 για την αύξηση των εκπομπών CO2 και άλλων ΑΦΘ βάσει συγκεκριμένων σεναρίων εξέλιξης της παγκόσμιας οικονομίας, της ζήτησης και παραγωγής ενέργειας αλλά και άλλων δραστηριοτήτων που επηρεάζουν τις εκπομπές CH4 όπως η χρήση γης, η διαχείριση αποβλήτων, η κτηνοτροφία και οι γεωργικές πρακτικές. Περιλαμβάνουν στην συνέχεια τις αυξήσεις των συγκεντρώσεων στην ατμόσφαιρα και τις αλλαγές στις κλιματικές παραμέτρους όπως η θερμοκρασία, η βροχόπτωση και τα ακραία καιρικά φαινόμενα, και τέλος τις φυσικές, οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις της αλλαγής των κλιματικών παραμέτρων.

Στο Σχήμα 4 δίνεται η πορεία των εκπομπών CO2 και της θερμοκρασίας σύμφωνα με τα 6 σενάρια εξέλιξης που παρουσίασε ο IPCC βάσει των οποίων έγιναν οι εκτιμήσεις με την χρήση συνδυασμών κλιματικών και οικονομικών αριθμητικών μοντέλων (IAM).

Επιπλέον ο IPCC δημοσιεύει Σύνοψη (Synthesis Report) της τάξεως των 100 σελίδων, με τα κυριότερα ευρήματα, που απευθύνεται στις πολιτικές ηγεσίες οι οποίες καλούνται να πάρουν αποφάσεις για μέτρα που αποβλέπουν στον μετριασμό των εκπομπών αλλά και την προσαρμογή στις επερχόμενες αντίξοες κλιματικές συνθήκες που περιγράφονται λεπτομερώς στις επιμέρους εκθέσεις των τριών Ομάδων Εργασίας.

Από τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται στο Σχήμα 4, είναι προφανές ότι για να επιτευχθεί η Συμφωνία των Παρισίων του 2015 για συγκράτηση της θερμοκρασίας κάτω των 2oC και όσο τον δυνατόν πλησιέστερα στο 1,5οC θα πρέπει να μειωθούν οι εκπομπές παγκοσμίως τουλάχιστον κάτω των 20 GtCO2 πριν το 2050 (σενάρια SSP1- 2.6 και SSP1-1.9). Είναι επομένως σημαντικό να αναλύσει κανείς τις πηγές των εκπομπών ΑΦΘ και κυρίως του CO2.

Η ετήσια εκτίμηση του ισοζυγίου CO2 σε παγκόσμιο επίπεδο αποτελεί αντικείμενο συντονισμένης έρευνας δεκάδων ερευνητικών κέντρων διεθνώς, τα οποία εκδίδουν ετησίως Έκθεση για το Ισοζύγιο Άνθρακα (Global Carbon Budget) από το οποίο προκύπτει η ετήσια ποσότητα αύξησης του CO2 στην ατμόσφαιρα. Η πλέον πρόσφατη έκδοση (P. Friedlingstein et al., Global Carbon Budget November 20226 ) πέραν του γενικού ισοζυγίου του άνθρακα περιλαμβάνει συνοπτική ανάλυση που δίνεται στο Σχήμα 5, ενώ στο Σχήμα 6 από την ίδια Έκθεση παρουσιάζεται η διαχρονική εξέλιξη των πηγών και απορροφήσεων.

Μια επισκόπηση του ισοζυγίου του Σχήματος 5 καταδεικνύει την σημασία των ωκεανών τόσο στην απορρόφηση όσο και στην αποθήκευση, γεγονός που υπογραμμίζει τον κίνδυνο σε περίπτωση που ο πολύ μεγάλος όγκος του αποθηκευμένου CO2 κυρίως των βαθέων στρωμάτων εκλυθεί, όπως γίνεται ήδη σε κάποιες μεγάλες λίμνες. Μια δεύτερη διαπίστωση είναι το πολύ μεγάλο μέγεθος των εκπομπών από καύσεις ορυκτών καυσίμων, προφανώς ανθρωπογενούς αιτίας, οι οποίες ευτυχώς κατά το μεγαλύτερο μέρος τους δεν καταλήγουν στην ατμόσφαιρα.

Δύο αναπόφευκτα συμπεράσματα είναι ότι (α) θα πρέπει πάση θυσία να μη διαταραχθεί η ισορροπία στους ωκεανούς και η ικανότητα τους να συνεχίσουν να απορροφούν CO2 και (β) να μειωθούν οι εκπομπές λόγω χρήσης καυσίμων. Η σημασία του δευτέρου καταδεικνύεται από την διαχρονική εξέλιξη των εκπομπών που παρουσιάζεται στο Σχήμα 6, η οποία ξεκινάει στα μέσα του 19ου αιώνα με την βιομηχανική επανάσταση και την αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας αλλά απογειώνεται την δεκαετία του 1950 με την επιτάχυνση της ανάπτυξης μετά τον 2ο Παγκόσμιο Πόλεμο.

Αναλύοντας τις εκπομπές ανά καύσιμο (δες Σχήμα 7) αναδεικνύεται η σημαντική συνεισφορά του άνθρακα που όμως έχει αρχίσει να κάμπτεται ελαφρά μετά το 2010 μετά από μεγάλη αύξηση την δεκαετία του 2000-2010, η συνεχής αύξηση του πετρελαίου αλλά και του φυσικού αερίου, αλλά με μόνο το πρώτο να επηρεάζεται από την πανδημία 2020-2021 που οφείλεται στην μείωση της χρήσης μέσων μεταφοράς. Ενδιαφέρον έχει και η κατανάλωση καυσίμων και αντιστοίχως εκπομπών στις μεγαλύτερες οικονομίες όπου ανά κεφαλή οι ΗΠΑ εξακολουθούν να εκπέμπουν με σχεδόν διπλάσιο ρυθμό από τον επόμενο, την Κίνα, η οποία έχει ήδη ξεπεράσει την Ευρωπαϊκή Ένωση. Ανησυχητική όμως είναι η πιθανότητα και η Ινδία να φτάσει σε αντίστοιχα επίπεδα ανά κεφαλή που θα μεταφράζεται σε πολύ μεγάλο απόλυτο μέγεθος ετήσιων εκπομπών ανάλογο με αυτό της Κίνας που σήμερα αγγίζει τα 3 GtC/yr (11 GtCO2/yr), διπλάσιο των ΗΠΑ και περίπου το 1/3 των παγκοσμίων εκπομπών.

Στις εκπομπές που παρουσιάζονται στα Σχήματα 6 και 7 που αφορούν στον άνθρακα θα πρέπει κανείς να προσθέσει και τις εκπομπές από τα υπόλοιπα ΑΦΘ που προσθέτουν ένα επιπλέον ποσοστό της τάξης σήμερα του 20%. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4 από το IPCC θα πρέπει ο ρυθμός των εκπομπών να μειωθεί γρήγορα και σημαντικά αν θέλουμε να αποφύγουμε τις καταστροφικές συνέπειες της αλλαγής του κλίματος όπως αυτές εκτιμώνται στις σχετικές μελέτες και παρουσιάζονται αναλυτικά στις εκθέσεις των 3 Ομάδων Εργασίας του IPCC που δημοσιεύτηκαν το 2022.

Σύμβαση-Πλαίσιο του ΟΗΕ για την Κλιματική Αλλαγή

Η προσπάθεια αυτή δεν μπορεί παρά να περιλαμβάνει όλα τα κράτη αφού το πρόβλημα είναι παγκόσμιο. Για τον λόγο αυτό ήδη από το 1992 έχει συμφωνηθεί, υπό την αιγίδα του ΟΗΕ, από όλα τα κράτη η Σύμβαση-Πλαίσιο για την Κλιματική Αλλαγή (United Nations Framework Convention for Climate Change - UNFCCC) και από το 1997 το Πρωτόκολλο του Κυότο που καθόρισε ποσοτικούς δεσμευτικούς στόχους μείωσης μέχρι το 2020 για όλα τα «αναπτυγμένα» κράτη δηλαδή τις περίπου 40 χώρες-μέλη του ΟΟΣΑ. Σύντομα όμως έγινε φανερό ήδη από την δεκαετία του 2000-2010 ότι (α) οι μειώσεις του Πρωτοκόλλου του Κυότο δεν ήταν αρκετές αφού άφηναν εκτός μεγάλες χώρες όπως την Κίνα, την Βραζιλία και την Ινδία και (β) ότι η αλματώδης αύξηση της ζήτησης ενέργειας αλλά και τροφίμων με την μεγάλη ανάπτυξη των αναπτυσσόμενων χωρών θα οδηγούσε σε αύξηση των ετήσιων εκπομπών παρά τις δεσμεύσεις του Πρωτοκόλλου του Κυότο. Ετσι το 2015 επιτεύχθηκε στο Παρίσι νέα συμφωνία (Paris Agreement – Συμφωνία των Παρισίων) που πλέον περιλαμβάνει όλες τις χώρες και τις καλεί να καταθέσουν ατομικούς οικιοθελείς στόχους μείωσης εκπομπών μέχρι το 2030 (Indented Nationally Determined Contributions -INDC) ώστε να «συγκρατηθεί η αύξηση της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη σημαντικά κάτω από τους 2οC από την προβιομηχανική εποχή και εί δυνατόν κοντά στους 1,5οC».

Από το 2015 μέχρι τον Οκτώβριο 2022, 169 χώρες έχουν καταθέσει στόχους μείωσης10 INDC που καλύπτουν 94.9% των συνολικών εκπομπών ΑΦΘ (περίπου 52,6 GtCO2eq το 2021) ενώ 39 χώρες έχουν καταθέσει νέες και περισσότερο φιλόδοξες προσφορές μείωσης (Nationally Determined Contributions – NDC) τα τελευταία χρόνια. Όμως περίπου μόνο 20 εξ αυτών (με προεξέχουσα την Ευρωπαϊκή Ένωση) έχουν ήδη ψηφίσει ή έχουν επεξεργαστεί νόμους (όπως ο Κλιματικός Νόμος της ΕΕ κα της Ελλάδος) ή πολιτικές και μέτρα (πχ. το Fit For 55 της ΕΕ και τα Εθνικά Σχέδια για την Ενέργεια και το Κλίμα – ΕΣΕΚ των ΚρατώνΜελών) ώστε να διασφαλίζεται κατά το δυνατόν η επίτευξη αυτών των στόχων.

Στο Σχήμα 8 δίνεται η πρόσφατη εκτίμηση11 της Γραμματείας της UNFCCC για την δυνατότητα παραμονής σε τροχιά επίτευξης των στόχων της Συμφωνίας των Παρισίων με βάση τους κατατεθειμένους στόχους/δεσμεύσεις. Με τα σημερινά δεδομένα των NDC, η αύξηση της μέσης θερμοκρασία του πλανήτη θα φτάσει τους 2.5-2.9οC ενώ αν υλοποιηθούν και όλα τα μέτρα στα NDC που υπόκεινται σε προϋποθέσεις περιλαμβανομένων αυτών της χρηματοδότησης και αντίστοιχων δεσμεύσεων από άλλες χώρες, θα φτάσει τους 2,1-2,4oC, πάνω από τον στόχο του «σημαντικά κάτω των 2οC» της Συμφωνίας των Παρισίων.

Οδικός Χάρτης Μείωσης Εκπομπών

Όμως το 2030 είναι πλέον μόλις 7 χρόνια μακρυά και θα άξιζε να εξετασθεί πώς αυτές οι μειώσεις που είναι εγγεγραμμένες στα NCP των διαφόρων κρατών θα υλοποιηθούν και πως θα πρέπει να επεκταθούν ώστε να πλησιάσουμε τον στόχο του +1,5οC. To 2021, ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας (International Energy Agency – IEA) δημοσίευσε12 ένα Οδικό Χάρτη για την μείωση των εκπομπών CO2 μέχρι το 2050 ή και νωρίτερα. Στο Σχήμα 9 που ακολουθεί παρουσιάζονται οι τροχιές μείωσης των εκπομπών ανά τομέα δραστηριότητας σύμφωνα με το σενάριο μηδενικών εκπομπών (ΝΖΕ) του Οδικού Χάρτη του ΙΕΑ. Την μεγαλύτερη και ταχύτερη μείωση καλείται να υλοποιήσει ο τομέας της παραγωγής ηλεκτρισμού και να φτάσει στην πλήρη αποανθρακοποίηση ήδη από το 2040, ενώ οι άλλοι τρεις τομείς έχουν μια σταθερή σχεδόν μείωση και δεν καταλήγουν στην πλήρη αποανθρακοποίηση. Η συνολική καθαρή αποανθρακοποίηση επιτυγχάνεται με τον συνυπολογισμό των απορροφήσεων CO2 από την ατμόσφαιρα για την παραγωγή συνθετικών καυσίμων και την αποθήκευση σε κατάλληλους χώρους όπως το υπέδαφος.

Στο σενάριο NZE του IEA παρόλη την εξάλειψη των εκπομπών, η συνολική χρήση ενέργειας μειώνεται κατά 10% μόνο σε σχέση με αυτή του 2020 (δες Σχήμα 10) παρόλη την βελτίωση της απόδοσης κατά 4% ετησίως από το 2020 έως το 2030 και κατά 2,7% μετά μέχρι 2050 καθώς και του συντελεστή εκπομπής ανά μονάδα ενέργειας, και αυτό γιατί ο παγκόσμιος πληθυσμός θα εξακολουθήσει να αυξάνεται και θα φτάσει τα 10 δισεκατομμύρια το 2050 όπως και το παγκόσμιο ΑΕΠ το οποίο σχεδόν θα τριπλασιαστεί.

Στο σενάριο ΝΖΕ το 65% της ενέργειας παράγεται από ΑΠΕ το 2050 με μόνο ένα 21% από συμβατικά καύσιμα (άνθρακας, πετρέλαιο φυσικό αέριο) με το υπόλοιπο να συνεισφέρεται από πυρηνική ενέργεια. Οι εκπομπές CO2 από τα ορυκτά καύσιμα απορροφούνται ή αξιοποιούνται για παραγωγή συνθετικών καυσίμων.

Ενδιαφέρον όμως έχει και η δομή της τελικής κατανάλωσης ενέργειας στους βασικούς κλάδους της οικονομικής δραστηριότητας. Οι καταναλώσεις κατά κλάδο και κατά ενεργειακό φορέα δίνεται στο Σχήμα 11. Και στους τρεις κλάδους, η ηλεκτρική ενέργεια καλείται να καλύψει το μεγαλύτερο μέρος της ζήτησης σε ποσοστά από 45% στην βιομηχανία μέχρι 70% στον οικιακό/τριτογενή τομέα. Τα ορυκτά καύσιμα ουσιαστικά χρησιμοποιούνται μόνο στον βιομηχανικό τομέα όταν απαιτούνται πολύ υψηλές θερμοκρασίες (χαλυβουργία) ή ως πρώτες ύλες σε βιομηχανικές διεργασίες.

Η ηλεκτρική ενέργεια για την κάλυψη της τελικής κατανάλωσης προέρχεται (δες Σχήμα 12) σε ποσοστό πάνω από 95% από μονάδες χωρίς εκπομπές ΑΦΘ (ΑΠΕ και πυρηνικές μονάδες) ενώ και οι μονάδες με συμβατικά καύσιμα είναι εφοδιασμένες με συστήματα παρακράτησης αερίων ΑΦΘ.

Η συνολική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας φτάνει το 2050 στις 71200 TWh (από 26900TWh το 2020) με εγκατεστημένη ισχύ ΑΠΕ 26000 GW (14500 GW ΦΒ και 8000 GW αιολικών).

Για την αξιοποίηση του τόσο μεγάλου αριθμού στοχαστικών ΑΠΕ θα απαιτηθούν αντίστοιχα μεγάλες εγκαταστάσεις αποθήκευσης ύψους 3000 GW. Ταυτόχρονα για να συνδεθούν οι σταθμοί ΑΠΕ αλλά και για να μεταφερθεί η ηλεκτρική ενέργεια στους τελικούς καταναλωτές θα πρέπει να ενισχυθούν τα ηλεκτρικά δίκτυα και να αυξηθεί το μήκος του κατά 250%. Αυτό θα απαιτήσει, και σημαντικά κεφάλαια (πέραν του κόστους ανάπτυξης των 26600 GW ΑΠΕ) τα οποία παρουσιάζονται ανά δεκαετία στο Σχήμα 13.

Η ανάλυση του ΙΕΑ περιλαμβάνει και τα απαιτούμενα μέτρα για την υλοποίηση του σεναρίου καθώς και εκτιμήσεις βελτίωσης του κόστους και της απόδοσης ενεργειακών και βιομηχανικών τεχνολογιών, της ειδικής κατανάλωσης μέσων μεταφοράς, της εξοικονόμησης ενέργειας στον οικιακό/τριτογενή τομέα αλλά και επιπτώσεις από την ορθολογικότερη χρήση της ενέργειας με βάση την επάρκεια που απαιτεί αλλαγή συμπεριφοράς των πολιτών.

Ευρωπαϊκός Οδικός Χάρτης και Ηλεκτρική Ενέργεια

Δύο χρόνια πριν την έκθεση του ΙΕΑ, τον Νοέμβριο το 2018 η Ευρωπαϊκή Επιτροπή ανακοίνωσε τον δικό της Οδικό Χάρτη13 για την επίτευξη μηδενικών εκπομπών μέχρι το 2050, με βάση τον οποίο κατέθεσε και τους στόχους της για ευθυγράμμιση με τον φιλόδοξο στόχο του 1.5οC της Συμφωνίας των Παρισίων στην Γραμματεία του UNFCCC το 2020. Παράλληλα είχαν κατατεθεί στην Ευρωπαϊκή Επιτροπή αντίστοιχες Εθνικές Εκθέσεις Ενέργειας και Κλίματος (ΕΣΕΚ) από όλα τα Κράτη-Μέλη μέχρι το 2050 το πρώτο εξάμηνο του 2019 καθώς και Οδικοί Χάρτες από αρκετά από αυτά μεταξύ των οποίων και η Ελλάδα, όπως είχαν την υποχρέωση να πράξουν βάσει του Κανονισμού (ΕΕ)1999/2018.

Ο Οδικός Χάρτης της ΕΕ εξετάζει 8 σενάρια (συν ένα βάσης) με διάφορα μείγματα μέτρων και πολιτικών καθώς και παραδοχών για το κόστος της ενέργειας και την αποτελεσματικότητα των τεχνολογιών. Από τα 8 τα δύο (1.5TECH και 1.5LIFE) εναρμονίζονται με τις απαιτήσεις για επίτευξη περιορισμού της αύξησης της θερμοκρασίας παγκοσμίως στου 1,5οC και καταλήγουν σε μηδενικές καθαρές εκπομπές ΑΦΘ το 2050 που επιτυγχάνεται και με την συνδρομή απορροφήσεων. Τα δύο αυτά σενάρια αξιοποιούν συνδυασμό των νέων τεχνολογιών και ενεργειακών φορέων μαζί με την προώθηση της κυκλικής οικονομίας, με το μεν πρώτο 1.5TECH με έμφαση στην μεγάλη χρήση συνθετικών καυσίμων και με το δεύτερο 1.5LIFE στην εξοικονόμηση ενέργειας και την αλλαγή συμπεριφοράς . Η εξέλιξη των εκπομπών του σεναρίου αναφοράς και του 1.5LIFE, ανά τομέα δίνεται στο Σχήμα 14.

Ενδιαφέρον έχει και η διάρθρωση της τελικής κατανάλωσης στα σενάρια του Οδικού Χάρτη η οποία παρουσιάζεται στο Σχήμα 15. Τα δύο μηδενικά σενάρια 1.5TECH και 1.5LIFE έχουν τις μικρότερες καταναλώσεις (680 Mtoe και 630 Mtoe από συνολική κατανάλωση 1240 Mtoe και 1150 Mtoe αντίστοιχα), με το δεύτερο να έχει κατάτι χαμηλότερες λόγω της μεγαλύτερης εξοικονόμησης από την ευαισθητοποιημένη συμπεριφορά των πολιτών. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ακόμη και στο σενάριο αναφοράς υπάρχει σημαντική μείωση των εκπομπών από την λειτουργία των ήδη δρομολογηθεισών πολιτικών και την βελτίωση της τεχνολογίας.

Στο Σχήμα 15 δίνεται επίσης και η συμμετοχή της ηλεκτρικής ενέργειας η οποία βρίσκεται πάνω από 50% σε όλα τα σενάρια, σε συμφωνία με τα σενάρια του ΙΕΑ με μεγάλη αύξηση σε σχέση με το περίπου 22% του 2015. Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται κατά 81-85% από ΑΠΕ (από 30% το 2015 και 57% το 2030) περίπου ισομερώς μεταξύ αιολικής και ΦΒ ενώ η εγκατεστημένη ισχύς φτάνει τα 2750 GW και 2350 GW αντίστοιχα για τα δύο σενάρια από 985 GW το 2015. Επίσης θα πρέπει να σημειωθεί η σημαντική χρήση βιομάζας σε όλα τα σενάρια αλλά και συνθετικών καυσίμων (κυρίως H2 και συνθετικών αερίων όπως CH4) που παράγονται με ενέργεια από ΑΠΕ και αντικαθιστούν τα ορυκτά καύσιμα στην βιομηχανία και μεταφορές.

Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή, μετά την ψήφιση του Ενεργειακού Νόμου14, συνεχίζει την επεξεργασία νέων σεναρίων ώστε να πληροφορήσει τις διαβουλεύσεις για την συμφωνία των νέων κανονιστικών διατάξεων για την λειτουργία των κεντρικών εργαλείων μείωσης των εκπομπών όπως το Σύστημα Εμπορίας Δικαιωμάτων Εκπομπών (ETS), οι υποχρεωτικοί στόχοι μείωσης των εκπομπών εκτός ETS, οι υποχρεώσεις για την ενεργειακή αναβάθμιση κτιρίων, η μείωση των εκλύσεων αερίων ΑΦΘ στις μεταφορές και η ενίσχυση των απορροφήσεων από τον γεωργικό/δασικό τομέα, κ.α. έτσι ώστε όχι μόνο να επιτευχθεί ο μηδενικός στόχος εκπομπών το 2050 αλλά να μειωθούν οι εκπομπές ΑΦΘ με ταχύτερους ρυθμούς ώστε να φτάσουν στο 45% σε σχέση με αυτές του 1990 το 2030 (μείωση 55%) εξ ου και «Fit for 55» 15 το όνομα του πακέτου των νομοθετημάτων.

Παράλληλα με την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, πολλοί άλλοι μη-κυβερνητικοί οργανισμοί και ακαδημαϊκά ιδρύματα έχουν επεξεργαστεί Οδικούς Χάρτες για την Ευρωπαϊκή Ένωση με συγκεκριμένες προσεγγίσεις που κυρίως αποσκοπούν στην ταχύτερη μείωση των εκπομπών. Παραδείγματα είναι αυτoί του European Climate Foundation16, καθώς και οι αναμενόμενοι εντός των επομένων μηνών από την Climact17 για λογαριασμό της CAN Europe18 με στόχο τον μηδενισμό το 2040 και την negaWatt19, η οποία επεξεργάζεται ένα σενάριο μεγάλης εξοικονόμησης βασισμένο στην αρχή της επάρκειας, δηλαδή της χρήσης των φυσικών πόρων και κυρίως της ενέργειας με μέτρο, και με ουσιαστική αλλαγή της συμπεριφοράς των πολιτών.

Το Ελληνικό Σχέδιο (ΕΣΕΚ)

Το 2019 και η Ελλάδα (Υπουργείο Περιβάλλοντος και Ενέργειας) δημοσίευσε και κατέθεσε στην Ευρωπαϊκή Επιτροπή Μακροχρόνια Στρατηγική (Οδικό Χάρτη) για το 205020. Ο Οδικός Χάρτης περιλαμβάνει 6 σενάρια εκ των οποίων τα δύο (ΕΕ1.5 Energy Efficiency και NC1.5 New Carriers ) καταλήγουν σε μηδενικές εκπομπές CO2 το 2050 όπως φαίνεται στο Σχήμα 16.

Και στα δύο αυτά σενάρια οι εναπομένουσες εκπομπές αφορούν στα άλλα ΑΦΘ εκτός CO2 προερχόμενα κυρίως από τον αγροτικό τομέα και τα απόβλητα. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα δύο σενάρια μηδενικών εκπομπών (EE1.5 και NC1.5) ικανοποιούν και το στόχο της μείωσης κατά 80% σε σχέση με αυτές του 1990 (107 MtCO2e) μέχρι το 2040 που θέτει στο Αρθρο 1 ο Ελληνικός Κλιματικός Νόμος21 .

Η πρωτογενής κατανάλωση ενέργειας για όλα τα σενάρια δίνεται στο Σχήμα 17 μαζί με το μέρος που προέρχεται από ΑΠΕ που για τα δύο σενάρια μηδενικών εκπομπών καλύπτει πάνω από το 80% του συνόλου. Τα δύο αυτά σενάρια επίσης διαφέρουν στο ότι από την δεκαετία του 2030 παρουσιάζουν αύξηση της κατανάλωσης που προέρχεται κυρίως από την χρήση ενέργειας για παραγωγή συνθετικών καυσίμων. Η αύξηση αυτή είναι πολύ μεγαλύτερη για το σενάριο NC1.5 το οποίο στηρίζεται ακριβώς στην μεγάλη διείσδυση ΑΠΕ (71,8 GW εκ των οποίων 37,3 GW ΦΒ και 19,7 GW αιολικά) και την χρήση σημαντικού μέρους της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας (173,2 TWh ή 14,8 Mtoe) για την παραγωγή συνθετικών καυσίμων. Το άλλο σενάριο ΕΕ1.5 βασίζεται επίσης σε μεγάλη διείσδυση ΑΠΕ (38,5 GW εκ των οποίων 14,7 GW ΦΒ και 13,1 GW αιολικά με παραγωγή 99,2 TWh ή 8,6Mtoe ηλεκτρικής ενέργειας) αλλά έχει μικρότερη κατανάλωση λόγω πολιτικών και μέτρων για βαθιά εξοικονόμηση.

Η τελική κατανάλωση των δύο σεναρίων ανά τομέα δίνεται στον Πίνακα 1. Η συμμετοχή της ηλεκτρικής ενέργειας στην τελική κατανάλωση είναι 58,5% και 48% για το ΕΕ1.5 και NC1.5 αντίστοιχα. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα ποσοστά αυτά είναι της τάξης μεγέθους του 50% που εμφανίζονται τόσο σε παγκόσμιο επίπεδο όσο και σε ευρωπαϊκό όπως παρουσιάστηκε προηγουμένως. Πάντως και στα δύο σενάρια (περισσότερο στο NC1.5) μετά τον ηλεκτρισμό στην τελική κατανάλωση σημαντικό ρόλο καλούνται να παίξουν και τα συνθετικά καύσιμα τα οποία όμως θα κατασκευαστούν με ενέργεια που θα προέρχεται από ΑΠΕ η συντριπτική πλειοψηφία της οποίας θα είναι σε μορφή ηλεκτρισμού. Άλλες διαφορές είναι η μικρότερη συνολική κατανάλωση στο ΕΕ1.5 σενάριο που προέρχεται από την εξοικονόμηση κυρίως στον Οικιακό τομέα και η μικρότερη ηλεκτροκίνηση στο NC1.5 σενάριο λόγω αυξημένης χρήσης συνθετικών καυσίμων.

Εστιάζοντας στον ηλεκτρικό τομέα, στους Πίνακες 2 και 3 δίνονται η ακαθάριστη ζήτηση και παραγωγή ηλεκτρισμού για τα σενάρια του Οδικού Χάρτη. Η διαφορετική στρατηγική των δύο σεναρίων μηδενικών εκπομπών εμφανίζεται ξεκάθαρα στην σχεδόν διπλάσια παραγωγή ηλεκτρισμού μεταξύ τους (173,2 TWh έναντι 99,2 TWh) αλλά και στη ζήτηση για Διυλιστήρια/παραγωγή συνθετικών καυσίμων, η οποία για το NC1.5 αποτελεί σχεδόν το 43% ενώ για το ΕΕ1.5 μόλις το 8,5%.

Για λόγους ευστάθειας και μείωσης της απόρριψης της παραγωγής ΑΠΕ, για τις τόσο μεγάλες εγκαταστάσεις μεταβλητών ΑΠΕ απαιτείται δυνατότητα αποθήκευσης που σαν γενικός κανόνας θα κυμαίνεται στα 20-25% της εγκατεστημένης ισχύος ΑΠΕ. Στον Πίνακα 4 δίνονται τα μεγέθη αποθήκευσης του Οδικού Χάρτη με τις απαιτήσεις του NC1.5 σεναρίου να είναι τριπλάσιες αυτών του ΕΕ1.5. Και στα δύο σενάρια, ο όγκος της αποθηκευτικής ικανότητας βασίζεται πρωτίστως στην παραγωγή, χρήση και αποθήκευση συνθετικών καυσίμων και δευτερευόντως σε μπαταρίες.

Τα δύο σενάρια ΕΕ1.5 και NC1.5 αποτελούν σχεδόν εκ διαμέτρου διαφορετικές προσεγγίσεις για την μετάβαση σε μια πράσινη οικονομία και ως εκ τούτου οι πολιτικές και τα μέτρα καθώς επίσης και οι αναγκαίες επενδύσεις έχουν διαφορετική στόχευση. Στην προσέγγιση αυτή συνάδουν με τα 2 αντίστοιχα σενάρια του Ευρωπαϊκού Οδικού Χάρτη (1.5LIVE και 1.5TECH αντίστοιχα) αλλά με μεγαλύτερες αποκλίσεις μεταξύ τους.

Με την ψήφιση του Κλιματικού Νόμου και τους στόχους που τίθενται, όλα τα Κράτη Μέλη καλούνται να αναπροσαρμόσουν τα ΕΣΕΚ τους που συντάχτηκαν το 2018 ώστε να ενσωματώνουν νέες πολιτικές και μέτρα για την επίτευξη του νέου μεγαλύτερου στόχου μείωσης εκπομπών ΑΦΘ κατά 55% μέχρι το 2030 σε επίπεδο Ευρωπαϊκής Ένωσης και να καταθέσουν επικαιροποημένα ΕΣΕΚ μέσα στο Α’ Εξάμηνο του 2023. Το Υπουργείο Περιβάλλοντος και Ενέργειας στη 16η Φεβρουαρίου 2023 δημοσίευσε υπό μορφή 28 διαφανειών Σχέδιο του νέου ΕΣΕΚ το οποίο εστιάζεται στην περίοδο 2020-2030 αλλά περιλαμβάνει και στοιχεία της πορείας μέχρι το 2050 των βασικών παραμέτρων εκπομπών ΑΦΘ, τελικής κατανάλωσης ενέργειας, ισχύος ηλεκτροπαραγωγικών μονάδων και ηλεκτροπαραγωγής καθώς και μέσων αποθήκευσής της.

Η πληροφορία που έχει δημοσιευθεί μέχρι στιγμής δεν είναι αρκετή για την πλήρη ανάλυση του Σχεδίου. Όμως, από τα στοιχεία ηλεκτροπαραγωγής είναι προφανές ότι το νέο ΕΣΕΚ υιοθετεί την προσέγγιση του σεναρίου ΝC1.5 του Οδικού Χάρτη, δηλαδή αυτό της μεγάλης εγκατάστασης ΑΠΕ και με αξιοποίηση συνθετικών καυσίμων (και όχι αυτή της βαθειάς εξοικονόμησης του ΕΕ1.5) αφού βασίζεται στην εγκατάσταση 75GW μονάδων ΑΠΕ μέχρι το 2050, εκ των οποίων 34.5GW ΦΒ, 10GW χερσαία αιολικά και 17GW υπεράκτια αιολικά, καθώς και 23.3GW μπαταριών. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας αναμένεται να φθάσει τις 173.3TWh (έναντι 168,5TWh του NC1.5 και 94,1TWh του ΕΕ1.5). Το Σχέδιο όμως διαφέρει από το σενάριο NC1.5 στον τρόπο εξισορρόπησης της στοχαστικότητας της παραγωγής των ΑΠΕ για την οποία βασίζεται στη χρήση μεγάλης εγκατάστασης μπαταριών και αντλιοταμίευσης σε αντίθεση με την μεγάλη παραγωγή συνθετικών καυσίμων του NC1.5. Έτσι, στο νέο ΕΣΕΚ, η ηλεκτρική ενέργεια καλείται να παίξει τον κύριο λόγο στην τελική κατανάλωση.

Με δεδομένο τον ρόλο του ηλεκτρισμού, θα πρέπει να ξεκινήσει μια ανάλυση σε μεγαλύτερη λεπτομέρεια των προαπαιτούμενων τόσο σε υποδομές όσο και σε τεχνολογίες τελικής κατανάλωσης ανά τομέα. Π.χ. το Σχέδιο Μελέτης Επάρκειας του ΑΔΜΗΕ 2024-2035 τα βασικά στοιχεία του οποίου διέρρευσαν στο τέλος του 202222, βασίζεται σε 2 σενάρια ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, το βασικό με ζήτηση 64,2 TWh και το δεύτερο αυξημένης ζήτησης με 69 TWh το 2035, με το Σχέδιο του νέου ΕΣΕΚ να αναφέρει ζήτηση 73,5 TWh ήδη από το 2030. Θα πρέπει να εξετασθούν σε μεσο-μακροπρόθεσμο ορίζοντα 2030-2050, θέματα ηλεκτροδότησης οχημάτων (κατανάλωση αλλά και αξιοποίηση αποθήκευσης), δίκτυα (χερσαία και υποθαλάσσια για τα 17GW υπερακτίων αιολικών!!!), αξιοποίηση περισσοτέρων θέσεων για αντλιοταμίευση (ώστε να επιτευχθεί ο στόχος των 2.5GW ήδη από το 2030 του Σχεδίου και των 5.2GW το 2050), χωροθέτηση ΑΠΕ, αποκεντρωμένη παραγωγή ηλεκτρισμού περιλαμβανομένης και της αυτοπαραγωγής στον οικιακό τομέα, διείσδυση αντλιών θερμότητος, κ.α. Η εμβάθυνση αυτή γίνεται περισσότερο επιτακτική ενόψει σημαντικών καθυστερήσεων στις λήψεις αποφάσεων και στην υλοποίησή τους λόγω αδυναμιών των αρμοδίων φορέων και της αδειοδοτικής νομοθεσίας αλλά και των χρόνων ζωής των εγκαταστάσεων του ενεργειακού τομέα (2-3 δεκαετίες) που πιθανόν να οδηγήσουν σε αχρήστευση επενδύσεων (stranded investments) .

Εν ολίγοις, αμέσως μετά την δημοσίευση του νέου ΕΣΕΚ σε επαρκή λεπτομέρεια, απαιτείται η ουσιαστική εξειδίκευση των μέτρων που περιλαμβάνονται (εν είδει παραδοχών/παραμετροποίησης στα αριθμητικά μοντέλα που χρησιμοποιήθηκαν), η ανάλυση συγκεκριμένων δράσεων, ο προσδιορισμός ευθύνης ανά φορέα/υπηρεσία προώθησης και παρακολούθησης και κυρίως η συνεκτίμηση του κόστους άνθρακα (δηλαδή του κόστους μείωσης των εκπομπών) στις αποφάσεις χρηματοδότησης από δημόσιους πόρους.

(Το παρόν άρθρο αποτελεί αναδημοσίευση από το τεύχος 3 του περιοδικού ΠΥΛΩΝΕΣ, το οποίο εκδίδει η Ε.Ε. Cigre https://cigre.gr/)