Τσουράκης Γιώργος
Η τρέχουσα ενεργειακή κρίση του ορυκτού αερίου, η οποία παροξύνεται από τον πόλεμο στην Ουκρανία, έχει κάνει ακόμα πιο επιτακτική την ενεργειακή μετάβαση, με την οποία οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) μετατρέπονται σταδιακά στην κύρια –αν όχι τη μόνη- πηγή ενέργειας.
Η τρέχουσα ενεργειακή κρίση του ορυκτού αερίου, η οποία παροξύνεται από τον πόλεμο στην Ουκρανία, έχει κάνει ακόμα πιο επιτακτική την ενεργειακή μετάβαση, με την οποία οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) μετατρέπονται σταδιακά στην κύρια –αν όχι τη μόνη- πηγή ενέργειας. Η ενεργειακή μετάβαση έχει άλλωστε ήδη δρομολογηθεί σε μεγάλο βαθμό, στο πλαίσιο της κοινής προσπάθειας για την ανάσχεση της κλιματικής κρίσης. Αν και οι μακροπρόθεσμοι στόχοι συχνά χρησιμοποιούνται για να μην γίνουν αρκετά πράγματα στον παρόντα χρόνο, είναι ελπιδοφόρο ότι υπάρχουν αποφάσεις για μετάβαση σε οικονομία μηδενικών εκπομπών άνθρακα έως το 2050 σε επίπεδο Ευρωπαϊκής Ένωσης και ΗΠΑ, έως το 2060 για την Κίνα. Στη σχετική συζήτηση συχνά συγκρούονται δύο αντίθετες όψεις για το κόστος των ΑΠΕ, σύμφωνα με τις οποίες οι ΑΠΕ είναι είτε πολύ ακριβές είτε πολύ φτηνές. Όπως συνήθως, και οι δύο βασίζονται σε κάποιες αλήθειες, αλλά και σε κάποιες παρανοήσεις.
Το σενάριο του Εθνικού Σχεδίου για την Ενέργεια και το Κλίμα (ΕΣΕΚ) που εκδόθηκε το 2019 προβλέπει 7 GW αιολικών το 2030, ενώ προβλέπεται αύξηση στην επόμενη έκδοση του ΕΣΕΚ (π.χ. στα 10 GW), ώστε να γίνει συμβατό με το πλαίσιο “Fit for 55″[1]. Αυτό σημαίνει πάνω από 3 GW νέων ανεμογεννητριών. Αμελώντας τη μικρότερη απόδοση των μικρών α/γ σε σχέση με τις μεγάλες, 3 GW μπορεί να σημαίνει είτε χίλιες α/γ των 3 MW (με ύψος πύργου της τάξης των 130 μ.) είτε 60 χιλιάδες μικρές α/γ των 50 kW (οι οποίες δεν είναι αμελητέου μεγέθους, αλλά έχουν ύψος της τάξης των 25 μ.). Περιβαλλοντικά, το να φτιάξει κανείς 10 ξεχωριστούς σταθμούς με 10 α/γ ο καθένας, αντί για έναν με 100 α/γ, απαιτεί να ανοίξει δρόμους 10 φορές αντί μία, να «ενοχλήσει» 10 περιοχές αντί μία, να φτιάξει έως και 10 υποσταθμούς αντί για ένα μεγάλο, να περάσει 10 γραμμές υψηλής τάσης αντί μία για να συνδεθεί στο υπόλοιπο δίκτυο.
Όσον αφορά στο κόστος, το πάνω μέρος του Πίνακα 1 («Χωρίς αποθήκευση») δείχνει πρόσφατα στοιχεία για το μέσο σταθμισμένο κόστος παραγωγής μίας MWh ηλεκτρικής ενέργειας ανά τεχνολογία [2]. Δίνονται κόστη για διάφορα μεγέθη φωτοβολταϊκών μονάδων παραγωγής, από το πιο μικρό (στέγη κατοικίας), έως το πιο μεγάλο (μονάδες δεκάδων MW που συνδέονται στο δίκτυο υψηλής τάσης). Τα κόστη για τα αιολικά αναφέρονται σε συνήθη μεγέθη, αντίστοιχα με αυτά των «μεγάλων μονάδων» φ/β. Τα υπεράκτια αιολικά (με υπερδιπλάσιο κόστος) αφορούν στη συνήθη μέχρι σήμερα περίπτωση, που οι πύργοι των ανεμογεννητριών στερεώνονται στο βυθό. Βασικός λόγος που στην Ελλάδα δεν έχουν εγκατασταθεί τέτοιου είδους αιολικοί σταθμοί είναι ότι στα περισσότερα σημεία η θάλασσα βαθαίνει πολύ γρήγορα σε σχέση π.χ. με τη Βόρεια Θάλασσα. Η τεχνολογία των ανεμογεννητριών που εγκαθίστανται στη θάλασσα χωρίς να στερεώνονται στο βυθό («floating offshore») ωριμάζει τα τελευταία χρόνια, αλλά το αντίστοιχο κόστος είναι πάνω από 100 €/MWh.
Τα δημοσιεύματα που αναφέρονται στη θεαματική πτώση του κόστους παραγωγής ΑΠΕ [4] κατά κανόνα αναφέρονται σε στοιχεία όπως αυτά του Πίνακα 1. Πράγματι, η οικονομικότερη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας προέρχεται πλέον από αιολικά και φωτοβολταϊκά, καθώς με τις τιμές ορυκτού αερίου πριν τη κρίση το αντίστοιχο κόστος της πιο αποδοτικής μονάδας ήταν 55 €/MWh. Πρόκειται βέβαια για τις μεγάλες μονάδες ΑΠΕ («Utility Scale»), που αξιοποιούν την οικονομία κλίμακας. Καθώς μικραίνει η εγκατάσταση το μοναδιαίο κόστος πολλαπλασιάζεται (έως και 5 φορές για τα οικιακά φ/β).
Το κόστος παραγωγής όμως είναι μόνο ένα μέρος του συνολικού κόστους που απαιτείται για να φτάσει η ενέργεια στις διάφορες καταναλώσεις, με τα απαραίτητα χαρακτηριστικά ώστε αυτή να μπορεί πράγματι να καταναλωθεί. Ένα τέτοιο χαρακτηριστικό είναι η αξιοπιστία, δηλαδή να είναι διαθέσιμη η ενέργεια όταν χρειάζεται (και όχι π.χ. όταν έχει ήλιο). Αυτό που ενδιαφέρει κυρίως επομένως είναι το κόστος για το συνολικό σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας, το οποίο αποτελείται από πολλές συνιστώσες ώστε να επιτυγχάνει τα επιθυμητά αποτελέσματα. Ένα απλό παράδειγμα μπορεί να είναι μια αυτόνομη οικιακή εγκατάσταση με καταναλώσεις, φωτοβολταϊκά και μπαταρίες. Στο κάτω μέρος του Πίνακα 1 («Με αποθήκευση») φαίνεται ενδεικτικά πώς αυξάνεται το κόστος για φ/β με μπαταρίες που αντιστοιχούν σε αποθήκευση ενέργειας 4 ωρών, ενώ στην πραγματικότητα, ακόμα και ένα τόσο ακριβό σύστημα δεν έχει αξιοπιστία συγκρίσιμη με ένα σύστημα (χωρίς μπαταρίες) που είναι συνδεδεμένο στο δημόσιο δίκτυο (θα έπρεπε να διαθέτει και επιπλέον πόρους, π.χ. μια γεννήτρια με καύσιμο πετρέλαιο).
Ευτυχώς, χάρη στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας παράγουμε ηλεκτρική ενέργεια με τα απαραίτητα χαρακτηριστικά με πολύ οικονομικότερο τρόπο και μπορούμε να αυξήσουμε ραγδαία τη συμμετοχή των ΑΠΕ στο ενεργειακό μας μίγμα χωρίς να χρειάζεται να εγκαταστήσουμε τεράστια μεγέθη από μπαταρίες. Το δίκτυο είναι η ραχοκοκαλιά ενός πολύ μεγάλου συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας και περιλαμβάνει ένα πλήθος συνιστωσών: εναέριες γραμμές και καλώδια υψηλής, μέσης και χαμηλής τάσης, υποσταθμούς, αυτοματισμούς, κέντρα ελέγχου, κ.α. Μέσω του δικτύου συναντιούνται οι καταναλώσεις με όλες τις μονάδες παραγωγής, οι οποίες περιλαμβάνουν μονάδες όπως οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί και οι μονάδες αερίου, οι οποίες μπορούν να παράγουν όταν οι μεταβλητές ΑΠΕ (“variable RES”, δηλαδή κυρίως αιολικά και φ/β) έχουν χαμηλή παραγωγή. Καθώς αυξάνονται οι εγκαταστάσεις μονάδων ΑΠΕ, αυτό που συμβαίνει είναι ότι οι θερμικές μονάδες λειτουργούν όλο και λιγότερο, ενώ προσφέρουν ευελιξία στο σύστημα, καθώς είναι διαθέσιμες σε περιόδους έλλειψης διαθεσιμότητας παραγωγής από ΑΠΕ. Δε χρειαζόμαστε επομένως υποκατάσταση κάθε ξεχωριστής μονάδας [5], αλλά του συνολικού συστήματος και κυρίως του μίγματος καυσίμων που χρησιμοποιεί.
Αυξανομένου του μεριδίου των μεταβλητών ΑΠΕ στο μίγμα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας –ιδιαίτερα σε επίπεδα άνω του 50-70% της ζήτησης [6]- αυξάνονται οι ανάγκες ευελιξίας του συστήματος προκειμένου να εξισορροπείται η μεταβλητότητα της παραγωγής σε σχέση με τη ζήτηση. Το 2021, στο ελληνικό διασυνδεδεμένο σύστημα, η παραγωγή από μεταβλητές ΑΠΕ έφτασε περίπου το 30% της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας [7]. Το 2030 το ποσοστό αυτό προβλέπεται να ξεπεράσει το 55-75% [8].
Καθώς περιορίζεται η συμμετοχή των θερμικών μονάδων, η απαραίτητη για την εξισορρόπηση του συστήματος ευελιξία απαιτείται να παρέχεται από άλλες πηγές, όπως ισχυρές διασυνδέσεις στο επίπεδο υψηλής τάσης, έξυπνα δίκτυα/μικροδίκτυα σε χαμηλότερα επίπεδα τάσης, ακριβείς προβλέψεις και διαχείριση της ζήτησης. Όπως αναφέρθηκε, ήδη το δίκτυο χρησιμοποιείται για την βελτίωση της οικονομικότητας μέσω του διαμοιρασμού των διάφορων πόρων. Η αύξηση των ΑΠΕ αυξάνει την αξία των διασυνδέσεων, οι οποίες αναπτύσσονται παγκόσμια είτε στο εσωτερικό χωρών (π.χ. διασυνδέσεις νησιών στην Ελλάδα, όπως η Κρήτη) είτε μεταξύ χωρών (π.χ. νέα διασύνδεση Βρετανίας – Νορβηγίας).
Η αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας επίσης παίζει όλο και σημαντικότερο ρόλο και επιβάλλεται να αρχίσουν να εντάσσονται σύντομα μονάδες αποθήκευσης στο ηλεκτρικό σύστημα. Η απανθρακοποίηση της οικονομίας όμως απαιτεί να ξεφύγουμε από την ίδια τη δομή των σημερινών ενεργειακών συστημάτων με πιο ολιστικές προσεγγίσεις, σύμφωνα με τις οποίες μέρος της λύσης θα είναι η εντεινόμενη σύζευξη των διαφόρων ενεργοβόρων τομέων («sector coupling»). Μέρος αυτής της σύζευξης είναι ο εξηλεκτρισμός τομέων όπως οι μεταφορές και η θέρμανση (π.χ. αντλίες θερμότητας), ο οποίος βοηθά τη μετάβαση στις ΑΠΕ και για αυτούς τους τομείς, με αποτέλεσμα την αύξηση του μεριδίου της ηλεκτρικής ενέργειας στη συνολική κατανάλωση ενέργειας από 20% το 2015 σε 50% το 2050 σε επίπεδο ΕΕ, σύμφωνα με τα σενάρια απανθρακοποίησης της ευρωπαϊκής οικονομίας της Ευρωπαϊκής Επιτροπής [9]. Η παράλληλη απανθρακοποίηση του ηλεκτρικού τομέα μεταφράζεται σε συμμετοχή της αιολικής και της ηλιακής ενέργειας σε ποσοστά 65-72%. Αυτό σημαίνει ότι η συνολική παραγωγή από άνεμο και ήλιο θα ξεπερνά το σύνολο της σημερινής παραγωγής ηλεκτρισμού.
Σε τέτοιες συνθήκες, η μεταβλητότητα των μετεωρολογικών συνθηκών σε πανευρωπαϊκό επίπεδο θα παίζει όλο και μεγαλύτερο ρόλο. Η αντιμετώπιση κυμάτων ψύχους που συμπίπτουν με χαμηλή αιολική και ηλιακή παραγωγή πανευρωπαϊκά πιθανότατα θα αντιμετωπίζεται και με μεθόδους μακροχρόνιας αποθήκευσης, όπως η αποθήκευση θερμικής ενέργειας ή η παραγωγή συνθετικών καυσίμων (π.χ. υδρογόνο).
Αν παίρνουμε στα σοβαρά την ενεργειακή μετάβαση που βρίσκεται ήδη σε εξέλιξη στην Ευρώπη και όχι μόνο, είναι σαφές ότι αυτή δε μπορεί να επιτευχθεί χωρίς μαζική εγκατάσταση των πιο ώριμων τεχνολογιών ΑΠΕ, δηλαδή νέων σταθμών αιολικής και ηλιακής ενέργειας. Για το κοινωνικό σύνολο, είναι συμφέρον να γίνεται η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τον οικονομικότερο τρόπο για δεδομένο μίγμα (το οποίο επίσης είναι κοινωνική ανάγκη να εξελιχθεί γρήγορα σε μίγμα μηδενικών εκπομπών άνθρακα λόγω της κλιματικής κρίσης) και οι οικονομίες κλίμακας προσφέρουν ξεκάθαρα πλεονεκτήματα.
Δεδομένων και των προβλημάτων χωροταξίας που ταλανίζουν τις ΑΠΕ και τη χώρα γενικότερα, πολλές φορές η μικρή κλίμακα στην παραγωγή ΑΠΕ, με τη μορφή μικρών μονάδων διεσπαρμένης παραγωγής, παρουσιάζεται ως ευρύτερη λύση που επιτρέπει την αποφυγή των μεγάλων μονάδων, που θεωρούνται περιβαλλοντικά πιο επιζήμιες και είναι κατά κανόνα ανεπιθύμητες. Η αλήθεια είναι όμως ότι δε μπορούμε να επιλέξουμε αυθαίρετα την κλίμακα του ενεργειακού προβλήματος, με βάση τις επιθυμίες μας για το είδος των μονάδων παραγωγής. Αντίθετα, η κλίμακα καθορίζεται από την πλευρά της κατανάλωσης, δηλαδή από τις ποσότητες ενέργειας που απαιτούνται. Το μέγεθος αυτό μπορεί να μειωθεί ελαττώνοντας την κατανάλωση (για αυτό και υπάρχουν φιλόδοξοι στόχοι εξοικονόμησης ενέργειας σε ευρωπαϊκό και εθνικό επίπεδο) και όχι προκρίνοντας τις μικρές μονάδες παραγωγής. Στην πραγματικότητα ισχύει εν γένει το αντίστροφο: οι οικονομίες κλίμακας επιτρέπουν την εξυπηρέτηση μίας συγκεκριμένης ζήτησης ενέργειας με λιγότερους πόρους, τόσο οικονομικούς όσο και περιβαλλοντικούς.
Υπάρχουν βέβαια και οφέλη από μικρές διεσπαρμένες μονάδες παραγωγής, όπως η μείωση των απωλειών δικτύου, κάτι που όμως ισχύει εφόσον αυτές παράγουν πράγματι δίπλα στην κατανάλωση και αξιοποιούν υφιστάμενα δίκτυα. Η κατασκευή νέων δικτύων για να «μαζέψουν» την ενέργεια από πολλαπλές διαφορετικές εγκαταστάσεις φ/β σε χωράφια, όπως έχει γίνει πολλές φορές, σημαίνει ουσιαστικά σπατάλη και όχι εξοικονόμηση. Σε κάθε περίπτωση, οι συνολικές απώλειες των δικτύων είναι περιορισμένες (της τάξης του 8%: 3% περίπου για το δίκτυο υψηλής τάσης και 5% για τα δίκτυα μέσης και χαμηλής τάσης). Οι μη τεχνικές απώλειες είναι άλλο ένα 4-5%, όμως αυτές αφορούν στις ρευματοκλοπές.
Ένα άλλο πλεονέκτημα των μικρών μονάδων είναι ότι βρίσκονται κατά κανόνα πλησιέστερα ή και εντός του δομημένου περιβάλλοντος. Δε μπορούμε όμως απλά να αποφύγουμε την ανάγκη χωροταξικού σχεδιασμού για τις ΑΠΕ και την επιλογή για το πού μπορούν τελικά να τοποθετηθούν μεγάλες μονάδες. Γιατί οι περιορισμοί στο μέγεθος των μονάδων παραγωγής ΑΠΕ είναι κυρίως χωροταξικοί και δεν υπάρχουν «εύκολες» λύσεις όπως π.χ. οι «ενεργειακές ανάγκες κάθε περιοχής». Στο νησάκι του Αγ. Γεωργίου απέναντι από το Σούνιο δεν υπάρχει καθόλου κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά έχει κατασκευαστεί αιολικό πάρκο 70 MW, και καλώς. Η Σαντορίνη έχει πολύ μεγάλη κατανάλωση, αλλά –επίσης σωστά- δεν πρόκειται να κατασκευάσουμε μεγάλες μονάδες ΑΠΕ (θα μπορούσε όμως να περιοριστεί ο τουρισμός και η συνακόλουθη κατανάλωση). Στην πραγματικότητα η έννοια της «ενεργειακής αυτονομίας» επιστρατεύεται επιλεκτικά για μικρές ή μεγαλύτερες περιοχές που κατά κανένα άλλο τρόπο δεν είναι αυτόνομες.
Οι ΑΠΕ πάντως είναι πιο συμβατές με την έννοια της συνεργασίας και της ανταλλαγής παρά με την αυτονομία και την απομόνωση.
Αυτό δε σημαίνει ότι δεν προσφέρουν αυτάρκεια στη χώρα, καθώς μειώνουν την εξάρτηση από τα εισαγόμενα καύσιμα.
Συχνά αναφέρεται ότι με τις μικρότερες μονάδες προκύπτει διασπορά του κέρδους από την επένδυση στις ΑΠΕ σε περισσότερους, στο πλαίσιο της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Η αύξηση του συνολικού κόστους όμως, προκειμένου να μοιραστεί η πίτα ευρύτερα, (πρέπει να) έχει κάποια όρια. Άλλωστε, εκτός από την άποψη ότι η δημοκρατία διευρύνεται μέσω της συμμετοχής ως παίκτες στην αγορά (θεωρητικά μπορούμε εν δυνάμει όλοι να είμαστε και παραγωγοί εκτός από καταναλωτές, κλπ.), υπάρχει και η έννοια του πολίτη. Με άλλα λόγια μπορούμε να φανταστούμε συμμετοχικά μοντέλα που δεν χαρακτηρίζονται από συνθήκες «όποιος προλάβει» (να επιδοτηθεί από όσους δεν πρόλαβαν), που βλέπουμε επανειλημμένα στο χώρο των ΑΠΕ στην Ελλάδα. Το σύνολο των πολιτών της χώρας π.χ. συμμετέχουν στην παραγωγή μέσω της ΔΕΗ (στο βαθμό που είναι δημόσια) και των δημόσιων δικτύων. Σε περιφερειακό επίπεδο, σημαντικό ρόλο μπορούν να έχουν και οι Ενεργειακές Κοινότητες ως δομές Κοινωνικής Οικονομίας, π.χ. με συμμετοχή των Δήμων. Σε ατομικό επίπεδο τέλος, μπορεί να υπάρχουν εφαρμογές net-metering, αλλά με μικρή ή καθόλου επιδότηση άμεση ή έμμεση.
Η αναγκαία για την αντιμετώπιση της κλιματικής κρίσης, ενεργειακή μετάβαση στις ΑΠΕ απαιτεί σε κάθε περίπτωση μεγάλες επενδύσεις, επομένως έχει σημαντικό κόστος, ενώ οι πόροι είναι πεπερασμένοι. Είναι επομένως απαραίτητη η καλύτερη δυνατή αξιοποίηση των οικονομιών κλίμακας, τόσο για περιβαλλοντικούς, όσο και για οικονομικούς λόγους. Προϋπόθεση για αυτό είναι η ενίσχυση των δημόσιων δομών και δομών κοινωνικής οικονομίας, ώστε η ενεργειακή μετάβαση να υλοποιηθεί με δικαιοσύνη, ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιβαρύνσεων και ενίσχυση της κοινωνικής συνοχής.
Υποσημειώσεις:
[1] “Fit for 55” είναι το νέο πακέτο μέτρων και πολιτικών της Ε.Ε. για την επίτευξη μείωσης των εκπομπών Αερίων του Θερμοκηπίου κατά 55% το 2030 (σε σχέση με το 1990).
[2] Το μέσο σταθμισμένο κόστος ενέργειας (Levelized cost of energy, LCOE) υπολογίζεται ως ο λόγος με αριθμητή το σύνολο των συντελεστών κόστους μιας μονάδας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (επενδυτικά κόστη, κόστη καυσίμων, κόστη αποξήλωσης, κλπ.) και παρονομαστή τη συνολική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στη διάρκεια ζωής του σταθμού.
[3] Lazard, Levelized Cost Of Energy, Levelized Cost Of Storage, and Levelized Cost Of Hydrogen, Οκτ.
[4] https://www.weforum.org/agenda/2020/10/solar-energy-cheapest-in-history-iea-renewables-climate-change/
[5] Συχνά συγχέεται η ανάγκη για ένταξη αποθήκευσης στο σύστημα με την ιδέα ότι είναι δυνατή ή απαραίτητη η υποκατάσταση κάθε θερμικής μονάδας με ένα συνδυασμό π.χ. φωτοβολταϊκών με μπαταρίες.
[6] A. Orths κ.α., “Flexibility From Energy Systems Integration: Supporting Synergies Among Sectors”, IEEE Power and Energy Magazine, Vol. 17, No. 6, Nov./Dec. 2019
[7] ΑΔΜΗΕ, Μηνιαίο Δελτίο Ενέργειας, Δεκ. 2021.
[8] “Εθνικό Σχέδιο για την Ενέργεια και το Κλίμα”, ΥΠΕΝ, Δεκέμβριος 2019, ΦΕΚ Β’ 4893/31.12.2019.
[9] “A Clean Planet for All”, European Commission, Νοε. 2018.
Space, the final frontier. These are the voyages of the starship Enterprise. Its five year mission: to explore strange new worlds, to seek out new life and new civilizations, to boldly go where no man has gone before!
I don’t know what it was that bent your life out of shape, but who knows? Maybe I’ve been there too. Maybe I can help. We could work together. I could rehabilitate you. You needn’t be out there on the edge anymore. You needn’t be alone. We don’t have to kill each other. What do you say?
Batman: The Killing Joke
Overture, curtains, lights. This is it, the night of nights. No more rehearsing and nursing a part, we know every part by heart! Overture, curtains, lights. This is it, you’ll hit the heights. And oh, what heights we’ll hit. On with the show this is it. Tonight what heights we’ll hit, on with the show this is it!
