• envinow.gr

Το μέλλον της ηλεκτρικής ενέργειας

του Κωνσταντίνου Συρογιάννη



Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) είναι οι ενεργειακές πηγές, οι οποίες υπάρχουν σε αφθονία στο φυσικό περιβάλλον.Είναι η πρώτη μορφή ενέργειας που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος πριν στραφεί έντονα στη χρήση των ορυκτών καυσίμων. Οι ΑΠΕ πρακτικά είναι ανεξάντλητες, η χρήση τους δεν ρυπαίνει το περιβάλλον ενώ η αξιοποίησή τους περιορίζεται μόνον από την ανάπτυξη αξιόπιστων και οικονομικά αποδεκτών τεχνολογιών που θα έχουν σαν σκοπό την δέσμευση του δυναμικού τους. Το ενδιαφέρον για την ανάπτυξη των τεχνολογιών αυτών εμφανίσθηκε αρχικά μετά την πρώτη πετρελαϊκή κρίση του 1974 και παγιώθηκε μετά τη συνειδητοποίηση των παγκόσμιων σοβαρών περιβαλλοντικών προβλημάτων την τελευταία δεκαετία. Για πολλές χώρες, οι ΑΠΕ αποτελούν μια εγχώρια πηγή ενέργειας με ευνοϊκές προοπτικές συνεισφοράς στο ενεργειακό τους ισοζύγιο, συμβάλλοντας στη μείωση της εξάρτησης από το ακριβό εισαγόμενο πετρέλαιο και στην ενίσχυση της ασφάλειας του ενεργειακού τους εφοδιασμού. Παράλληλα, συμβάλλουν στη βελτίωση της ποιότητας του περιβάλλοντος, καθώς έχει πλέον διαπιστωθεί ότι ο ενεργειακός τομέας είναι ο κλάδος που ευθύνεται κατά κύριο λόγο για τη ρύπανση του περιβάλλοντος. Είναι χαρακτηριστικό ότι ο μόνος δυνατός τρόπος που διαφαίνεται για να μπορέσει η Ευρωπαϊκή Ένωση να ανταποκριθεί στο φιλόδοξο στόχο που έθεσε το 1992 στη συνδιάσκεψη του Ρίο για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη, να περιορίσει δηλαδή, μέχρι το έτος 2000 τους ρύπους του διοξειδίου του άνθρακα στα επίπεδα του 1993, είναι να επιταχύνει την ανάπτυξη των ΑΠΕ.

Τα κύρια πλεονεκτήματα των ΑΠΕ, είναι ότι πρακτικά,θεωρούνται ανεξάντλητες πηγές ενέργειας και συμβάλλουν στη μείωση της εξάρτησης από τους συμβατικούς ενεργειακούς πόρους.Είναι εγχώριες πηγές ενέργειας και συνεισφέρουν στην ενίσχυση της ενεργειακής ανεξαρτησίας και της ασφάλειας του ενεργειακού εφοδιασμού σε εθνικό επίπεδο.Δίνουν τη δυνατότητα επιλογής της κατάλληλης μορφής ενέργειας που είναι προσαρμοσμένη στις ανάγκες του χρήστη, επιτυγχάνοντας πιο ορθολογική χρησιμοποίηση των ενεργειακών πόρων.Έχουν συνήθως χαμηλό λειτουργικό κόστος, το οποίο επιπλέον δεν επηρεάζεται από τις διακυμάνσεις της διεθνούς οικονομίας και ειδικότερα των τιμών των συμβατικών καυσίμων.Μπορούν επίσης να αποτελέσουν σε πολλές περιπτώσεις πυρήνα για την αναζωογόνηση υποβαθμισμένων, οικονομικά και κοινωνικά, περιοχών και πόλο για την τοπική ανάπτυξη, με την προώθηση επενδύσεων που στηρίζονται στη συμβολή των ΑΠΕ. Επιπρόσθετα είναι φιλικές προς το περιβάλλον και τον άνθρωπο.

Οι πιο διαδεδομένες μορφές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι η αιολική ενέργεια η ηλιακή και η υδροδυναμική ενέργεια.Ωστόσο υπάρχουν και άλλες τέτοιες πηγές οπως η βιομάζα.

Πρόκειται για ενέργεια δεσμευμένη στις φυτικές ουσίες που προέρχεται από τον ήλιο. Τα υλικά που άμεσα ή έμμεσα προέρχονται από το φυτικό κόσμο, αλλά και τα υγρά απόβλητα και το μεγαλύτερο μέρος από τα αστικά απορρίμματα (υπολείμματα τροφών, χαρτί κ.α.) των πόλεων και των βιομηχανιών μπορούν να αξιοποιηθούν. Οι κυριότερες χρήσεις της βιομάζας είναι είναι η παραγωγή ενέργειας σε γεωργικές βιομηχανίες, η παραγωγή ενέργειας σε βιομηχανίες ξύλου και η παραγωγή ενέργειας σε μονάδες βιολογικού καθαρισμού και Χώρους Υγειονομικής Ταφής Απορριμμάτων (ΧΥΤΑ). Τα πλεονεκτήματα της χρήσης της είναι η μηδαμινή ύπαρξη θείου που περιορίζει τις εκπομπές διοξειδίου του θείου (SO2), το οποίο είναι υπεύθυνο για την όξινη βροχή και αποτελεί εγχώρια πηγή ενέργειας που μειώνει την εξάρτηση από εισαγόμενα καύσιμα. Τα μειονεκτήματα της είναι ο αυξημένος όγκος και μεγάλη περιεκτικότητα σε υγρασία που δυσχεραίνουν την ενεργειακή αξιοποίησή της, και οι δυσκολίες κατά τη συλλογή, μεταφορά, και αποθήκευση της βιομάζας που αυξάνουν το κόστος της ενεργειακής αξιοποίησης, καθώς και το υψηλό κόστος εξοπλισμού.

Μια άλλη μορφή ενέργειας είναι η γεωθερμία.Η γεωθερμία προέρχεται από τη θερμότητα που παράγεται απ' τη ραδιενεργό αποσύνθεση των πετρωμάτων της γης. Είναι εκμεταλλεύσιμη εκεί όπου η θερμότητα αυτή ανεβαίνει με φυσικό τρόπο στην επιφάνεια, π.χ. στους θερμοπίδακες ή στις πηγές ζεστού νερού. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Η Ισλανδία καλύπτει το 20% των ενεργειακών αναγκών, όσον αφορά τον ηλεκτρισμό, με γεωθερμική ενέργεια.

Μια μελλοντική πηγή ενέργειας θα προέρχεται από παλίρροιες. Οι αυξομειώσεις της θαλάσσιας στάθμης κατά την παλίρροια είναι συνυφασμένες με «παλιρροϊκά ρεύματα», οριζόντιες μετατοπίσεις θαλάσσιας μάζας, οι οποίες έχουν περίπου την ίδια περιοδικότητα. Τα ρεύματα είναι ισχυρά, και θεωρούνται ιδιαίτερα κατάλληλα για ενεργειακή αξιοποίηση, επειδή εμφανίζονται σε σχετικά μικρά βάθη. Σε μέγιστη παλίρροια, η ταχύτητα του παλιρροϊκού ρεύματος μπορεί να ξεπεράσει τα 3 - 4 m/sec.Τυπικό παράδειγμα αξιοποίησης της παλιρροϊκής ενέργειας με φράγμα: η γαλλική Rance. Το φράγμα της Rance είναι ένα παλιρροιοκίνητο εργοστάσιο που παράγει την απαιτούμενη ηλεκτρική ενέργεια για μια πόλη σαν την Rennes. Εκμεταλλευόμενο παλίρροιες που συγκαταλέγονται μεταξύ των σημαντικότερων του κόσμου, που φτάνουν δηλαδή έως και τα 14 μέτρα, παράγει περίπου 600.000.000 kWh το χρόνο.

Φράγμα Rance

Μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, η οποία μέχρι σήμερα ελάχιστα έχει αξιοποιηθεί, αλλά αποτελεί τον μέλλον της ηλεκτρικής ενέργειας είναι η ενέργεια της θάλασσας. Η ιδέα της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από τα θαλάσσια κύματα πηγάζει από την ιδέα, ότι τα κύματα της θάλασσας, που είναι απέραντη, δημιουργούνται και θα υπάρχουν πάντοτε. Η πιο «άγρια», άρα και πιο παραγωγική μορφή της θάλασσας εμφανίζεται στη διάρκεια του χειμώνα, ακριβώς δηλαδή τότε που υπάρχει και η μεγαλύτερη ανάγκη για ενέργεια. Η ενέργεια των κυμάτων χαρακτηρίζεται όπως και όλες οι ΑΠΕ από περιοδικότητα και σχετικά μικρή πυκνότητα. Οι θαλάσσιες μάζες καλύπτουν το 75% της επιφάνειας του πλανήτη και μπορούν να θεωρηθούν ένα παγκόσμιο ενεργειακό ρεζερβουάρ.H παραγωγή ενέργειας από τα κύματα συγκεντρώνει τα περισσότερα πλεονεκτήματα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας,αφού έχει μηδαμινή ρύπανση, αποκέντρωση παραγωγής, απεξάρτηση από εισαγωγές, ανάπτυξη απομακρυσμένων περιοχών και δημιουργία θέσεων εργασίας . Σε αντίθεση με άλλες ανανεώσιμες, οι εγκαταστάσεις κυματικής ενέργειας δεν δεσμεύουν γη, ενώ η οπτική και ακουστική όχληση είναι μηδαμινή, ειδικά όταν πρόκειται για υπεράκτιες ή υποβρύχιες εγκαταστάσεις. Η γκάμα των Συστημάτων Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας από Θαλάσσια Κύματα (ΣΠΗΕΘΑΚ) είναι πολύ μεγάλη και εκτείνεται από τους πλωτούς σημαντήρες της ναυσιπλοΐας (μια λάμπα 60 Watt που ανάβει από την κίνηση των κυμάτων) μέχρι τον πλωτό στόλο ενός πλήρους σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Το υδρογόνο, μελλοντικά θα αποτελέσει μια σημαντική πηγή ενέργειας.Το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως φορέας ενέργειας. Στις μέρες μας γίνονται σημαντικές προσπάθειες, κυρίως στα ιδιαίτερα ανεπτυγμένα κράτη, για τη μετατροπή της προσαρμοσμένης στα συμβατικά καύσιμα υποδομής σε υποδομή με βάση το υδρογόνο. Ενδεικτικά, η Ισλανδία, προβλέπει υποδομή πλήρως βασισμένη στο υδρογόνο μέχρι το 2030 - 2040, ενώ μέχρι το 2030 στόχος του Υπουργείου Οικονομίας των ΗΠΑ είναι η αντικατάσταση του 10% της ενεργειακής κατανάλωσης από ενέργεια προερχόμενη από υδρογόνο.Το υδρογόνο έχει το υψηλότερο ενεργειακό περιεχόμενο ανά μονάδα βάρους από οποιοδήποτε άλλο γνωστό καύσιμο και 3 φορές μεγαλύτερο από αυτό της συμβατικής βενζίνης.


Βιβλιογραφία:

  • Σκόδρας Γεώργιος, Αν. Καθηγητής Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών

  • Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών

  • http://www.allaboutenergy.gr

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΗΣΤΕ ΜΑΖΙ ΜΑΣ