Ο κ. Τζαμαλής Γεώργιος, Χημικός Μηχανικός & Διδάκτωρ της Σχολής Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ, απαντά σε ερωτήσεις του Στέλιου Βουρδουμπά, που αφορούν στην Καθαρή Ενέργεια και στις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας.
Ερώτηση 1η : Ποιος είναι ο λόγος που τα τελευταία χρόνια μιλάμε για καθαρή ενέργεια;
Ο κυριότερος λόγος που τα τελευταία χρόνια μιλάμε για καθαρή ενέργεια είναι η κλιματική αλλαγή. Μεγάλο ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται παγκοσμίως, προέρχεται από συμβατικά καύσιμα τα οποία βασίζονται σε ενώσεις του άνθρακα. Η κάλυψη των θερμικών αναγκών όπως και οι μεταφορές, είναι δύο καίριοι τομείς οι οποίοι βασίζονται επίσης σε συμβατικά καύσιμα. Όλες οι διεργασίες προς παραγωγή ενέργειας από συμβατικά καύσιμα καταλήγουν σε εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και άλλων αερίων που εντείνουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου, συνεισφέροντας έτσι στην αύξηση της μέσης θερμοκρασίας της γης και την κλιματική αλλαγή. Η «καθαρή ενέργεια«, όπως αναφέρεται στο ερώτημά σας, είναι ενέργεια που δεν προέρχεται από συμβατικά καύσιμα αλλά από πηγές ανεξάρτητες από τις ενώσεις του άνθρακα. Η χρήση «καθαρής ενέργειας» προς κάλυψη των ενεργειακών αναγκών έχει ως αποτέλεσμα λιγότερες (έως και μηδενικές) εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και άλλων αερίων, συγκριτικά με την ενέργεια που προέρχεται από συμβατικά καύσιμα.
Ερώτηση 2η : Τι είναι λοιπόν και ποιες μορφές έχει η καθαρή ενέργεια; Έχει σχέση με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας;
Η «καθαρή ενέργεια» είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ). Με τον όρο «Ανανεώσιμες» στις ΑΠΕ προσδιορίζεται η συνεχής, αδιάκοπη και ανεξάντλητη φύση τους. Είναι μορφές εκμεταλλεύσιμης ενέργειας που προέρχεται από τον ήλιο, τον άνεμο ή/και από οποιοδήποτε άλλο φυσικό δυναμικό (π.χ. η γεωθερμία κατά την οποία αξιοποιείται ενεργειακά η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ εδάφους και υπεδάφους). Οι ΑΠΕ συχνά συναντιούνται και υπό τον όρο «ήπιες μορφές ενέργειας» και είναι πηγές ενέργειας οι οποίες αναπληρώνονται φυσικά και σε εύλογα χρονικά διαστήματα. Κατά τον πλήρη κύκλο τους από την παραγωγή, την διάθεση – διανομή και την κατανάλωσή τους από τους τελικούς χρήστες, οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα είναι σημαντικά λιγότερες συγκριτικά με τον αντίστοιχο ενεργειακό κύκλο από τα ορυκτά καύσιμα τα οποία βασίζονται στις ενώσεις του άνθρακα. Οι πρωταρχικές ΑΠΕ (ήλιος, άνεμος κ.ο.κ.) δεν βασίζονται σε ενώσεις του άνθρακα και υπό αυτή την έννοια θεωρούνται καθαρές μορφές ενέργειας.
Ερώτηση 3η : Ποια είναι η διαδικασία (σε γενικές γραμμές) για την παραγωγή και αποθήκευση της;
Οι πρωταρχικές ΑΠΕ χρειάζεται να μετατραπούν σε άλλες εκμεταλλεύσιμες κα διαδεδομένες μορφές ενέργειας. Οι πιο διαδεδομένες μορφές ενέργειας στις οποίες μετατρέπονται οι ΑΠΕ είναι η ηλεκτρική και η θερμότητα. Το μέσο για τη μετατροπή αυτή είναι η τεχνολογία η οποία ποικίλει ανάλογα με τη μορφή της πρωταρχικής ΑΠΕ και ανάλογα με τη μορφή της ενέργειας στην οποία μετατρέπεται. Για παράδειγμα, η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών αναπτύχθηκε και χρησιμοποιείται προκειμένου να μετατραπεί η ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική αξιοποιώντας την ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας. Αντίστοιχα, η τεχνολογία των ανεμογεννητριών αναπτύχθηκε και χρησιμοποιείται προκειμένου να μετατραπεί η αιολική ενέργεια επίσης σε ηλεκτρική αξιοποιώντας την ταχύτητα του ανέμου (αιολικό δυναμικό).
Οι τεχνολογίες αποθήκευσης με τη σειρά τους, χρησιμεύουν στην αποθήκευση της ηλεκτρικής κυρίως ενέργειας που προκύπτει από τις πρωταρχικές ΑΠΕ, με σκοπό την επαναχρησιμοποίησή της σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές και για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Οι πιο διαδεδομένες τεχνολογίες αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας που εφαρμόζονται σήμερα είναι η αντλησιοταμίευση (υδροηλεκτρικά συστήματα), οι μπαταρίες και οι τεχνολογίες υδρογόνου. Κάθε τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας έχει συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα καθώς και συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογής. Το πεδίο εφαρμογής της κάθε τεχνολογίας αποθήκευσης εξαρτάται, εκτός των άλλων, από το μέγεθος του φορτίου και από τη χρονική διάρκεια κατά την οποία αναμένεται αυτό να εξυπηρετηθεί.
Ερώτηση 4η : Ποιες δυσκολίες υπάρχουν;
Η διαλείπουσα φύση των ΑΠΕ είναι το κυριότερο πρόβλημα ως προς την αύξηση της διείσδυσής τους στο ενεργειακό ισοζύγιο. Η ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από τις ΑΠΕ πολύ συχνά δεν συμπίπτει ή/και δεν επαρκεί προκειμένου να καλύψει τα φορτία σε ένα δίκτυο και σε μια δεδομένη χρονική στιγμή. Σε διαφορετική χρονική στιγμή μπορεί η προερχόμενη από ΑΠΕ ηλεκτρική ενέργεια να επαρκεί και ταυτόχρονα να προκύπτει και πλεονάζουσα, η οποία απορρίπτεται εφόσον δεν διοχετεύεται στο δίκτυο προς εξυπηρέτηση φορτίων. Χαρακτηριστικότερο παράδειγμα αποτελεί η αυξημένη παροχή (προσφορά) ηλεκτρικής ενέργειας (μέσω φωτοβολταϊκών συστημάτων) κατά τις ώρες ηλιοφάνειας και το αντίθετο κατά τη διάρκεια της νύχτας, όπου η ζήτηση είναι πιο αυξημένη. Το αντίστοιχο συμβαίνει και σε συστήματα αιολικής ενέργειας και μάλιστα σε πιο περιορισμένα και αβέβαια χρονικά πλαίσια. Η αποθήκευση της πλεονάζουσας ΑΠΕ σε στιγμές αυξημένης προσφοράς και η επαναχρησιμοποίησή της σε στιγμές όπου η ζήτηση ενέργειας είναι μεγαλύτερη από την προσφορά, αποτελεί αξιοσημείωτη λύση συμβάλλοντας στην αύξηση της διείσδυσης των ΑΠΕ στο ενεργειακό ισοζύγιο.
Σύντομο βιογραφικό σημείωμα :
Τζαμαλής Γεώργιος: Χημικός Μηχανικός & Διδάκτωρ της Σχολής Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ. Ειδικευμένος σε ΑΠΕ και Τεχνολογίες Υδρογόνου ως μέσο αποθήκευσης ενέργειας. Εμπειρία στη μοντελοποίηση, την τεχνοοικονομική ανάλυση, το σχεδιασμό, την ανάπτυξη και τη λειτουργία ολοκληρωμένων συστημάτων ΑΠΕ & Τεχνολογιών Υδρογόνου. Συμμετοχή σε εθνικά και ευρωπαϊκά ερευνητικά έργα μέσω εργασίας στο Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΚΑΠΕ, 2006 – 2013) και το Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών «Δημόκριτος» (ΕΚΕΦΕ «Δ», 2014 – 2016, 2018 – 2019 και 2022 – τώρα). Πάνω από 20 δημοσιεύσεις σε συνέδρια και επιστημονικά περιοδικά με αξιολόγηση σχετικά με ΑΠΕ & Τεχνολογίες Υδρογόνου.
