Ποια η σχέση του νυχτερινού
ανέμου με τον...ηλεκτρισμό; Γιατί σε χώρες προηγμένες ενεργειακά, έρχονται
στιγμές, που το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας είναι αρνητικό; Θα μπορούσαμε
και εδώ να βιώσουμε το ασύλληπτο; Να μας πληρώνουν δηλαδή, για να χρησιμοποιούμε
την περίσσεια ενέργεια, που παράγεται, αλλά και που αποθηκεύεται επιτυχώς; Και
ποιος ο ρόλος του υδρογόνου σε όλα αυτά; Ο Ερευνητής Α', του Εργαστηρίου
Ανάπτυξης Ολοκληρωμένων Συστημάτων Διεργασιών του Ινστιτούτου Διεργασιών και
Ενεργειακών Πόρων, (ΕΑΝΟΣΥΣ) στο Ινστιτούτο Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων,
(ΙΔΕΠ) του Εθνικού Κέντρου Έρευνας & Τεχνολογικής Ανάπτυξης, (ΕΚΕΤΑ),
Σπύρος Βουτετάκης, μιλώντας στο energia.gr,
εξηγεί:
- Κύριε Βουτετάκη, πως
ακριβώς επιτυγχάνεται η υδρογονοαποθήκευση ενέργειας;
-Το υδρογόνο αν και είναι το
πιο διαδεδομένο στοιχείο στυ σύμπαν, στο περιβάλλον μας υπάρχει κυρίως ενωμένο
με άλλα στοιχεία όπως στο νερό ή τους υδρογονάνθρακες. Για την παραγωγή του
απαιτείται σημαντική ενέργεια είτε αυτό παράγεται μέσω της αναμόρφωσης
υδρογονανθράκων (πχ. μεθάνιο) είτε από το νερό οπότε και η απαιτούμενη ενέργεια
είναι μεγαλύτερη. Μια διαδεδομένη μέθοδος είναι η ηλεκτρόλυση του νερού με
ενέργεια η οποία μπορεί να προέλθει από τον ήλιο ή από τον ηλεκτρισμό αν αυτός
παράγεται από ανανεώσιμες πηγές ή
τέλος όταν ο ηλεκτρισμός για κάποιο λόγο “περισσεύει”. Σε αυτές τις περιπτώσεις
μπορεί κανείς να το αποθηκεύσει σε δοχεία υπό πίεση ή με πιο
"εξωτικούς" τρόπους για μεγάλα χρονικά διαστήματα χωρίς απώλεια του
συσσωρευμένου ενεργειακού περιεχομένου, όπως συμβαίνει σε πολλές άλλες μορφές
αποθήκευσης παραγόμενης ενέργειας (μπαταρίες, υδροστατικές, κλπ).
-Τι κάνει το υδρογόνο,
αλλά και τους...νυχτερινούς ανέμους πολύτιμους ενεργειακά;
-Το υδρογόνο αποτελεί έναν
φορέα ενέργειας με μεγάλες προοπτικές. Όταν αξιοποιείται για παραγωγή ενέργειας
δημιουργεί ως μόνο παραπροϊόν το νερό.
Οι ανανεώσιμες πηγές
ενέργειας εμφανίζουν μια περιοδικότητα κατά τη διάρκεια της ημέρας αλλά και της
εποχής. Ειδικά η αιολική ενέργεια που αποτελεί την ιδανικότερη ήπια αξιοποίηση
της φυσικής ενέργειας εμφανίζει συχνά επιπλέον περιοδικότητα με αύξηση κατά τις
νυχτερινές ώρες όπου όμως οι ανάγκες για ηλεκτρικό ρεύμα είναι προφανώς
χαμηλότερες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα σε χώρες της Δυτικής Ευρώπης για
παράδειγμα όπου εμφανίζεται σημαντική διείσδυση της αιολικής, να παρέχει
περίσσεια ενέργειας κατά το διάστημα αυτό δημιουργώντας προβλήματα στο
ηλεκτρικό δίκτυο που επιλύονται απορρίπτοντας την παραγόμενη ενέργεια. Τις
νυκτερινές ώρες σε χώρες όπου εφαρμόζεται η τιμολόγηση κατά ώρα συμβαίνει συχνά
να δίνονται αρνητικές τιμές στην ηλεκτρική ενέργεια. Στα διαστήματα αυτά,
οποιαδήποτε τεχνολογία μπορεί αποδοτικά να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε
χημική (πχ. σε υδρογόνο ή άλλο καύσιμο) είναι ελκυστική.
-Ποιες οι χρήσεις αυτού
του τύπου ενέργειας;
-Το υδρογόνο ως φορέας
ενέργειας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή απευθείας ηλεκτρικής
ενέργειας σε κυψέλες καύσιμου (ηλεκτροχημικές διατάξεις απευθείας μετατροπής σε
ηλεκτρική ενέργεια) , αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί και σε μηχανές
εσωτερικής καύσεως. Και στις δύο περιπτώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατ' αυτό
τον τρόπο για καθαρή αυτοκίνηση η οποία αποτελεί εναλλακτική της αποκλειστικής
ηλεκτροκίνησης στην αυτοκίνηση. Η πλήρης ηλεκτροκίνηση προς το παρόν υστερεί
στον τομέα της ταχείας τροφοδοσίας και αποδοτικής αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας,
τομείς στους οποίους το υδρογόνο παρέχει άμεση λύση.
-Ποιο το κόστος τους;
Υπάρχουν στοιχεία ίσως και από άλλες χώρες;
-Χώρες όπως η Γερμανία
εφαρμόζουν πολιτικές συχνά που εξυπηρετούν την τοπική βιομηχανία
(αυτοκινητοβιομηχανία) και έχουν ταυτόχρονα πείσει την πλειοψηφία για την
ανάγκη διατήρησης του φυσικού περιβάλλοντος ακόμη και με κόστος. Για τον σκοπό
αυτό έχουν εντάξει στο σχεδιασμό τους την εγκατάσταση αριθμού σταθμών πλήρωσης
υδρογόνου όπως και μοντέλα αυτοκινήτων που κυκλοφορούν ή πρόκειται να κυκλοφορήσουν
σύντομα με την τεχνολογία κυψελών καύσιμου ως πρόδρομους της ηλεκτροκίνησης. Η
τιμή του καύσιμου αλλά και η τιμή του αυτοκινήτου θα είναι τέτοια που να
παρέχει κίνητρο για αγορά τέτοιου οχήματος σε συνδυασμό με την αυξημένη "περιβαλλοντική
συνείδηση".
Στην πραγματικότητα ή τιμή
της ενέργειας (και όχι τόσο το κόστος) είναι ένα πολύπλοκο θέμα όσο και αν
φαίνεται παράλογο. Για παράδειγμα ένα λίτρο βενζίνης στοιχίζει περίπου 1,7 ευρώ
στη χώρα μας, αλλά περίπου 0,30 ευρώ σε ορισμένες αραβικές χώρες. Πολλοί λόγοι
για αυτό είναι προφανείς. Αυτό που δεν ήταν προφανές μέχρι πρόσφατα ήταν η
σημαντική επίδραση που έχει η αλόγιστη ή υπέρμετρη χρήση των ορυκτών καυσίμων
στο περιβάλλον Από την άλλη μεριά, μερικοί απλοί υπολογισμοί μπορούν να
οδηγήσουν στο παρακάτω παράδοξο: Διαθέτοντας μια δεδομένη (μεγάλη) εγκατάσταση
Φ/Β στην Ελλάδα μπορεί κανείς να πουλήσει σήμερα το παραγόμενο ρεύμα και με τα
χρήματα αυτά να αγοράσει βενζίνη για να κινήσει το αυτοκίνητό του. Αν όμως με
την ίδια εγκατάσταση παράγει υδρογόνο με συσκευή ηλεκτρόλυσης με τις σημερινές αποδόσεις
των Φ/Β και της ηλεκτρόλυσης, το υδρογόνο που θα παραχθεί αν καταναλωθεί σε
κελί καυσίμου και κινήσει το ίδιο αυτοκίνητο θα αποδώσει για 4πλάσια
χιλιόμετρα! Φυσικά σημαντικό ρόλο σε αυτό το παράδοξο παίζει η φορολογία των
καυσίμων και αντίστοιχα της ηλεκτρικής ενέργειας.
-Πάνω σε ποιες ακόμα,
πρωτοποριακές μεθόδους παραγωγής, αποθήκευσης και αξιοποίησης ενέργειας,
προσανατολίζει τις μελέτες του το ΕΚΕΤΑ και εσείς ως επιστήμονας και πόσο μέλλον
θα είχαν στην Ελλάδα;
-Το ΕΚΕΤΑ είναι ένα
ερευνητικό κέντρο που φιλοδοξεί να συνεχίσει να αποτελεί κέντρο αριστείας για
πολλές ερευνητικές περιοχές στους τομείς των ινστιτούτων που το απαρτίζουν.
Παράλληλα σε στενή και απαραίτητη συνεργασία με εταιρίες της Ελλάδας και
περισσότερο του κόσμου αναπτύσσει σημαντικές και πρωτοποριακές τεχνολογίες
στους τομείς της ενέργειας αλλά και σε πολλούς άλλους τομείς. Στην ενέργεια
συγκεκριμένα ασχολούνται μεγάλες ερευνητικές ομάδες τόσο στις συμβατικές πηγές
ενέργειας όπως τα ορυκτά καύσιμα (αέρια, υγρά, στερεά, Φ/Α, βενζίνη-ντίζελ,
λιγνίτης) όσο και τις αναδυόμενες όπως το υδρογόνο και άλλες. Ειδικά στους
τομείς που αναφέρθηκα, είναι γνωστή η τεχνολογία HYDROSOL που ερευνά απευθείας
τη διάσπαση του νερού με τη χρήση συγκεντρωμένης ηλιακής ακτινοβολίας.
Η ομάδα
του κ. Κωνσταντόπουλου έχει
βραβευτεί με την σημαντική διάκριση του βραβείου DECARTES μεταξύ άλλων. Η
τεχνολογία αυτή επίσης ερευνάται σε επόμενη φάση με τον συνδυασμό του
παραγομένου υδρογόνου με το διοξείδιο του άνθρακα από συμβατικές πηγές
ενέργειας και την παραγωγή καυσίμων όπως το μεθάνιο ή άλλοι ανώτεροι
υδρογονάνθρακες.
Η ομάδα μας του εργαστηρίου
που προΐσταμαι (ΑΝΟΣΥΣ) μελετά την παραγωγή υδρογόνου από διάφορους αέριους ή
υγρούς υδρογονάνθρακες ή οργανικά απόβλητα. Επίσης μελετά υλικά που βελτιώνουν
τη λειτουργία των κυψελών καυσίμων, τόσο χαμηλής αλλά και υψηλής θερμοκρασίας
καθώς και των άλλων ηλεκτροχημικών τρόπων αποθήκευσης όπως οι μπαταρίες νέας γενιάς.
Επίσης μελετά την παραγωγή με ηλιακά υποβοηθούμενη αναμόρφωση υδρογονανθράκων
(που προέρχονται από βιολογικές πηγές όπως μεθάνιο, αλκοόλες). Επίσης σημαντική
είναι τεχνολογικά η παραγωγή άλλων φορέων υδρογόνου όπως η μεθανόλη που είναι
χρήσιμη ως φορέας υδρογόνου καθώς παράγεται εύκολα από βιολογικές πηγές ή από
φυσικό αέριο και μεταφέρεται αποθηκεύεται και μετατρέπεται σε υδρογόνο επίσης
ευκολότερα από άλλους φορείς. Τέλος σημαντική έρευνα γίνεται στον τομέα της
διαχείρισης της ηλεκτρικής ενέργειας των ΑΠΕ και ενσωμάτωσης μέσω "έξυπνων
δικτύων" ηλεκτρικής ενέργειας συνδυάζοντας διάφορες τεχνολογίες ταυτόχρονα
καθώς και στην συλλογή και αξιοποίηση ενέργειας από πηγές χαμηλού ενεργειακού δυναμικού.
Παραδείγματα σε αυτό είναι η αξιοποίηση γεωθερμικών πεδίων χαμηλής ενθαλπίας
που υπάρχουν σε αφθονία στη χώρα, και η αξιοποίηση της θερμότητας απαερίων θερμικών εγκαταστάσεων.
-Είναι έτοιμη η Ελλάδα
της κρίσης να προχωρήσει στον οικολογικό, αλλά και οικονομικό δρόμο της
εξέλιξης των ΑΠΕ; Πόσα βήματα έχει επιτύχει σε σχέση με το παρελθόν; Είστε
αισιόδοξος;
-Η Ελλάδα διαθέτει άριστο
επιστημονικό δυναμικό και η παρούσα κρίση έχει δημιουργήσει αρκετές ευκαιρίες
στο δρόμο της καινοτομίας και ειδικά των ΑΠΕ και έχει κινητοποιήσει αρκετούς
στην αξιοποίηση και στην ανάπτυξη τεχνολογίας.
Αυτό που απαιτείται είναι η
πολιτεία να παράσχει ένα οικονομικό περιβάλλον με κατά το δυνατόν ορθολογικό
αλλά κυρίως με μακρόχρονο σχεδιασμό χωρίς τις υπερβολικές και ευκαιριακές
στρεβλώσεις που έκαναν τις επενδύσεις στο πρόσφατο παρελθόν αναξιόπιστες. Όταν
ακόμα και παραδοσιακές δραστηριότητες όπως η μεταποίηση, αλλά ακόμα και το
εμπόριο αναγκάζονται από το στρεβλό ανταγωνισμό να φύγουν από τη χώρα, είναι
δυνατό μόνο να ελπίζουμε χωρίς όμως να το πιστεύουμε απόλυτα ότι η καινοτομία
και τα λαμπρά μυαλά θα ανθίσουν στην χώρα. Όσον αφορά τα Φ/Β συστήματα αυτά εξελίσσονται
συνεχώς και αναμένεται το πραγματικό κόστος της παραγόμενης ενέργειας να
μειωθεί στα επίπεδα των συμβατικότερων πηγών. Αλλά δεν παύει η τεχνολογία αυτή
να είναι ακριβή.
Παρόλαυτά σε εφαρμογές αυτόνομων Φ/Β συστημάτων όπως στον
τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό ή τον έξυπνο φωτισμό η τεχνολογία αυτή είναι
μοναδική και απαραίτητη. Επίσης η συνεπικούρηση του ηλεκτρικού δικτύου στις
πόλεις ιδίως τους καλοκαιρινούς μήνες από συστήματα στις στέγες, είναι απόλυτα
λογική. Από την άλλη μεριά η αιολική παραγωγή ηλεκτρισμού, είναι ορθολογικότερη
και ηπιότερη αξιοποίηση της ενέργειας του περιβάλλοντος και πρέπει να υιοθετηθεί
ευρύτερα. Από την άλλη μεριά, η πολυπλοκότητα των κατασκευών αυτών μπορεί να
δημιουργήσει τοπική παραγωγή δευτερογενών προϊόντων και εξαρτημάτων. Η
συγκεντρωμένη ηλιακή ενέργεια, αν και είναι ευνοϊκή για τις κλιματικές συνθήκες
της Νότιας Ευρώπης απαιτεί μεγάλες εκτάσεις που δύσκολα βρίσκονται στη χώρα,
αλλά το περιβάλλον είναι κατάλληλο για την ανάπτυξη σχετικής έρευνας.
Η γεωθερμία
έχει αξιοποιηθεί σε μικρό βαθμό και κλίμακα. Το νομικό πλαίσιο δεν ευνοεί αυτή
την εκμετάλλευση. Το μέγεθος της χώρας αλλά και η διασπορά του εδάφους (νησιά,
βουνά μεγάλες πόλεις) πρέπει να μας ωθήσει στην αξιοποίηση πολλών μικρών πηγών
όταν αυτή αποδεικνύεται πραγματικά οικονομική κατά περιοχή. Αν και έχουν γίνει
βήματα στην κατεύθυνση της μείωσης της εξάρτησης από ορυκτές πηγές ενέργειας
που είναι πολλές φορές τα εισαγόμενα καύσιμα πολλά υπολείπονται να γίνουν. Το
σημαντικότερο όλων όμως είναι η υιοθέτηση ενός ενεργειακά οικονομικότερου
τρόπου ζωής και μοντέλου ανάπτυξης που θα στηρίζεται στην μικρότερη από τη
σημερινή αύξηση του ρυθμού, αλλά και της ίδιας της κατανάλωσης ενέργειας. Το
περιβάλλον που ζούμε στην χώρα και ο φιλοσοφημένος τρόπος ζωής που προτάσσει η
ιστορία μας μπορεί να αποτελέσει συγκριτικό πλεονέκτημα μας. Για το σκοπό αυτό πρέπει
να επιμείνουμε στον χαλαρότερο τρόπο ζωής την χρήση του σώματος και της μυϊκής
ενέργειας καθώς οι μοναδικές κλιματολογικές συνθήκες μας το επιτρέπουν.
Η
στροφή σε ήπιους τρόπους μετακίνησης εξάλλου που η σημερινή κρίση επιβάλλει
μπορούν να αποτελέσουν την ευκαιρία και την αφορμή για την αναθεώρηση του
συνολικού τρόπου ζωής μας με μικρότερη ενεργειακή ανάγκη και πιο εναρμονισμένη
με αυτά που το περιβάλλον μπορεί να προσφέρει.