Οι ΑΠΕ στον Ενεργειακό Μετασχηματισμό ως Μοχλός Ανάπτυξης

Ημ/νία δημοσίευσης: Παρασκευή, 2 Αυγούστου 2019

του Γιάννη Χατζηβασιλειάδη, τ. Προέδρου του ΙΕΝΕ.

Για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής επιβάλλεται ο δραστικός περιορισμός των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, που φέρνει τον μετασχηματισμό του ενεργειακού τομέα.Το ηλεκτρικό σύστημα μετά από 140 χρόνια ραγδαίαςανάπτυξης, κυρίως με την χρήση ορυκτών καυσίμων, εισέρχεται σε μια νέα περίοδο και μετασχηματίζεται με την μεγάλη διείσδυση των ΑΠΕ, με οικονομικά, κοινωνικά και περιβαλλοντικά οφέλη, αλλά και ασφάλεια ενεργειακού εφοδιασμού με γεωστρατηγικές προεκτάσεις. Οι φωτοβολταϊκές και αιολικές εφαρμογές επιτυγχάνουν πλέονπολύ χαμηλό κόστος παραγωγήςμε μικρές δαπάνες λειτουργίας-συντήρησης και υψηλή αξιοπιστία, οπότε καθίστανται πλέον ανταγωνιστικές έναντι των ορυκτών καυσίμων και πολύ ελκυστικές για τους επενδυτές. Η αυξανόμενη διείσδυση των ΑΠΕ στα ηλεκτρικά δίκτυα γίνεται με προσεκτικά βήματα και με τις εφαρμογές καινοτόμων τεχνολογιών, εκτοπίζοντας τις μονάδες ορυκτών καυσίμων. Η συμμετοχή τόσο της αιολικής όσο και της ηλιακής ενέργειας σε ένα ηλεκτρικό σύστημα είναι ένα δύσκολο πρόβλημα λόγω της διαλείπουσας παραγωγής τους αλλά και της διακύμανσης της ζήτησης ημέρα/νύχτα και εποχιακά. Προς τούτο, τις τελευταίες τέσσερεις δεκαετίες που αναπτύσσονται οι ΑΠΕ διαμορφώνονται πρακτικά τα παρακάτω βήματα για την διείσδυσή τους:

Απ’ ευθείας σύνδεση των αιολικών ή των φωτοβολταϊκών μονάδων στο δίκτυο ως έχει και λειτουργεί, επιτυγχάνοντας διείσδυση της τάξης του 10% σε ετήσια βάση, αλλά η συμμετοχή αμφοτέρων των πηγών δεν λειτουργεί αθροιστικά και είναι αρκετά χαμηλότερα. Έτσι άρχισαν από το 1980 οι εφαρμογές να συνδέονται στο δίκτυο.

Ενσωμάτωση των αιολικών και φωτοβολταϊκών μονάδων στην λειτουργία και διαχείριση του δικτύου (Αιολικό Πάρκο Κύθνου 1982), αξιοποιώντας και τις τεχνολογίες που διαθέτουν οι σύγχρονες εφαρμογές με τα ηλεκτρονικά ισχύος και τα συστήματα ελέγχου. Η ιδέα της ενσωμάτωσης (integration) επικρατεί στην Ευρώπη μετά το 2000 και στοχεύει σε μεγαλύτερη διείσδυση της τάξης του 30%, αλλά ακόμη και 40% υπό ορισμένες προϋποθέσεις. Την περίοδο αυτή (2003) εισέρχονται οι ICT (Information and Communication Technologies) στα ηλεκτρικά δίκτυα που εξασφαλίζουν την ομαλή και αποδοτική ενσωμάτωση των ΑΠΕ στα ηλεκτρικά δίκτυα.

Μονάδες αποθήκευσης στα ηλεκτρικά δίκτυα σε συνδυασμό με αιολικές και φωτοβολταϊκές εφαρμογές. Η περίοδος αυτή αρχίζει μετά το 2015 γιατί υπάρχει διαθέσιμη καθαρή ενέργεια των ΑΠΕ με χαμηλό ή και μηδενικό κόστος για αποθήκευση. Οι μπαταρίες λιθίου αρχίζουν να γίνονται οικονομικά προσιτές για τα ηλεκτρικά δίκτυα ως διεσπαρμένες ή κεντρικές μονάδες (utility-scale). Mε την αποθήκευση αυξάνεται η διείσδυση των ΑΠΕ φθάνοντας σε υψηλά επίπεδα της τάξης του 60%-80% σε συνάρτηση με το μέγεθος και τα χαρακτηριστικά του ηλεκτρικού συστήματος.

Εισαγωγή της ψηφιακής τεχνολογίας στο ηλεκτρικό δίκτυο με έξυπνους μετρητές, αποκεντρωμένη νοημοσύνη και σύγχρονα συστήματα ελέγχου και προστασίας, με νέες υπηρεσίες στους καταναλωτές. Καθώς αυξάνεται και επεκτείνεται η χρήση του ηλεκτρισμού (πχ ηλεκτροκίνηση, θέρμανση κλπ.), εφαρμόζεται ο μηχανισμός διαχείρισης της ζήτησης (DSR, demand side response). Αυτές οι τεχνολογίες που οδηγούν και στην έξυπνη ενέργεια μπορούν να αυξήσουν ακόμη περισσότερο την διείσδυση των ΑΠΕ, πρακτικά στην τάξη του 5%-10%, προσφέροντας και νέες υπηρεσίες στους καταναλωτές.

Εφαρμογές διεποχιακής αποθήκευσης με χρήση της πολύ φθηνής ή μηδενικού κόστους διαθέσιμης ηλεκτρικής ενέργειας των ΑΠΕ για παραγωγή και αποθήκευση αερίου υδρογόνου, (power to gas, P2G), ή υγρών καυσίμων (power to liquids, P2L), που μπορούν να αυξήσουν σε 100% διείσδυση των ΑΠΕ στον ηλεκτρισμό. Οι ερευνητικές προσπάθειες εντείνονται και αναμένονται οι σχετικές εφαρμογές κατά το 2030-2040 για ηλεκτρικά συστήματα με 100% ΑΠΕ.

Η Ελλάς έκανε το 1οβήμα και κινείται διστακτικά προς το 2ο, με διείσδυση αιολικών και φωτοβολταϊκών περίπου 17% (2018) στα μη διασυνδεδεμένα νησιά (ΜΔΝ) και περί το 16% στο διασυνδεδεμένο σύστημα. Στα ΜΔΝ οι ΑΠΕ υποκαθιστούν το ακριβό πετρέλαιο και η ενσωμάτωση των ΑΠΕ στο σύστημα μαζί με την αξιοποίηση των τεχνολογιών ΑΠΕ μπορεί να αυξήσει έτι περαιτέρω την διείσδυση. Αντιθέτως γίνονται περικοπές στην παραγωγή τους και δεν επιτρέπεται η εγκατάσταση νέων μονάδων με την δικαιολογία του «κορεσμένου δικτύου».

Στο διασυνδεδεμένο σύστημα οι εφαρμογές κινούνται με αργούς ρυθμούς ενώ υπάρχουν μεγάλα περιθώρια διείσδυσης αιολικών και φωτοβολταϊκών, χάρις στα μεγάλα υδροηλεκτρικά με τους ταμιευτήρες και τις ισχυρές διεθνείς διασυνδέσεις. Η παράλογη γραφειοκρατία που εμπλέκεται στις αδειοδοτήσεις δημιουργεί μεγάλες καθυστερήσεις και υψηλό κόστος που το επωμίζονται οι καταναλωτές, η οικονομία και το περιβάλλον, αλλά και οι επενδυτές.

Προτεραιότητα δίδεται στα ΜΔΝ για το επόμενο βήμα με μονάδες αποθήκευσης και μεγάλη διείσδυση των ΑΠΕ, που θα μειώσουν δραστικά το κόστος παραγωγής και τις εκπομπές CO2. Σε αυτή την περίπτωση θα υπάρχουν περίοδοι λειτουργίας στην διάρκεια του χρόνου όπου η ζήτηση θα καλύπτεται κατά 100% από τις ΑΠΕ και την αποθήκευση, ενώ η συμβατική μονάδα πετρελαίου θα αποτελεί εφεδρεία και όταν χρειασθεί θα λειτουργεί συμπληρωματικά των ΑΠΕ. Έτσι, το ηλεκτρικό σύστημα μετασχηματίζεται και γίνεται διαφορετικό από το σημερινό που λειτουργεί εδώ και 140 χρόνια με τις συμβατικές στρεφόμενες μονάδες και την ροπή αδρανείας, όπου στηρίζεται η φιλοσοφία της ευστάθειας και της προστασίας. Αυτό είναι ένα τελείως νέο ηλεκτρικό σύστημα με μεγάλες προκλήσεις και βασίζεται στα ηλεκτρονικά ισχύος και στα σύγχρονα συστήματα ελέγχου, όπου η αποθήκευση και ο ηλεκτρονικός μετατροπέας αμφίδρομης λειτουργίας αποτελούν την καρδιά του όλου συστήματος. Ένα τέτοιο σύστημα λειτούργησε στην Κύθνο το 1983 με πρώτη εφαρμογή του ηλεκτρονικού μετατροπέα αμφίδρομης λειτουργίας, που είναι ελληνική ιδέα, τροφοδοτώντας το νησί με 100% ΑΠΕ (αιολικό πάρκο, Φ/Β σταθμός και μπαταρίες) με αποτελέσματα που ξεπέρασαν κάθε προσδοκία.

Το νέο σύστημα παραγωγής στα ΜΔΝ λειτουργεί πιο αποδοτικά και με μεγαλύτερη διείσδυση των ΑΠΕ όταν μετασχηματισθεί και το αντίστοιχο δίκτυο με την εισαγωγή της ψηφιακής τεχνολογίας και άλλων καινοτόμων τεχνολογιών που χαρακτηρίζουν τα «έξυπνα δίκτυα». Δηλαδή γίνεται και το επόμενο 4οβήμα που αναφέρεται παραπάνω στα ΜΔΝ, από τον Διαχειριστή του Δικτύου, με όλα τα οικονομικά, κοινωνικά και περιβαλλοντικά οφέλη.

Αυτό το νέο ηλεκτρικό σύστημα στα ΜΔΝ βλέπει στο μέλλον με καθαρή ενέργεια, σταθερό κόστος και ασφάλεια ενεργειακού εφοδιασμού. Η εισαγωγή της πέμπτης γενιάς τεχνολογίας επικοινωνιών (5-G) στα δίκτυα θα βελτιώσουν σημαντικά την συνολική λειτουργία και την προστασία των μελλοντικών δικτύων.

Μια τέτοια πρωτοβουλία για τα ΜΔΝ αρχίζει με εμπεριστατωμένες μελέτες για κάθε νησιωτικό σύστημα, όπου χρειάζονται δεδομένα. Στην Ελλάδα η πρόσβαση σε data δεν γίνεται με ένα κλικ, όπως σε άλλες χώρες και ιδιαίτερα στις ΗΠΑ, εδώ χρειάζεται πολύς κόπος και χρόνος, καθώς και έξωθεν παρεμβάσεις για να δοθούν στοιχεία, κάτι που δυσκολεύει το έργο. Όπως έγραφε ο Κομφούκιος«μελέτα το παρελθόν αν θέλεις να γνωρίσεις το μέλλον», αλλά κάποιοι δεν θέλουν να πάμε στο μέλλον. Παράλληλα με τις ολοκληρωμένες μελέτες στα ΜΔΝ θα χρειασθεί και ένα νέο ρυθμιστικό πλαίσιο για το νέο σύστημα παραγωγής με τους κανόνες της αγοράς. Οι νέες επενδύσεις θα δημιουργήσουν πολλές θέσεις εργασίας για νέους με τις κατάλληλες δεξιότητες, θα αποκτηθεί “know-how” σε έναν τομέα με ευρύ μέλλον και θα μειωθούν δραστικά οι δαπάνες ΥΚΩ και οι εκπομπές.

Στο διασυνδεδεμένο σύστημα η διείσδυση των ΑΠΕ με μεγάλες μονάδες θα έχει σημαντικά μειωμένο κόστος και με την οικονομία κλίμακας, κάνοντας πολύ ελκυστικό τον μηχανισμό PPA (power purchase agreement) που εφαρμόζεται ευρέως στις ΗΠΑ και πρόσφατα στην Ευρώπη, προσελκύοντας και ξένες επενδύσεις. Για το μεγάλο πλήθος των εφαρμογών θα χρειασθούν νέες περιοχές, ιδιαίτερα για τα φωτοβολταϊκά οι άγονες περιοχές, στα εξαντλημένα λιγνιτωρυχεία, σε λίμνες για επιπλέοντα φωτοβολταϊκά, καθώς και τα ακατοίκητα νησιά και οι βραχονησίδες με δυνατότητα αξιοποίησης και των πλωτών ανεμογεννητριών. Για όλα αυτά χρειάζεται ένα νέο, απλό και ουσιαστικό πλαίσιο αδειοδότησης με ευέλικτους μηχανισμούς που θα εξοικονομεί χρόνο και χρήμα και θα οδηγεί στην ταχύτερη υλοποίηση των έργων. Η διείσδυση των ΑΠΕ πρέπει να φθάσει σύντομα σε υψηλά ποσοστά ώστε να υπάρχει ικανή περίσσεια ενέργειας χαμηλού ή μηδενικού κόστους για αποθήκευση και λειτουργία των δύο ΥΗΣ με αντλησιοταμίευση (699MW) που είναι σε αναμονή.

Ακραίες παρεμβάσεις δήθεν για το περιβάλλον, όπως συχνά εμφανίζονται για όλες τις ΑΠΕ, κρατούν σε ομηρεία τον υδροηλεκτρικό σταθμό Μεσοχώρας (160ΜW, 384GWh/y) στον Αχελώο, ήδη έτοιμο επί σειρά ετών με δαπάνες του δημοσίου και με μεγάλη ζημία στην εθνική οικονομία λόγω μη λειτουργίας, ενώ καθυστερεί και η κατασκευή του ΥΗΕ Συκιάς (120MW, 296GWh/y) στα ανάντη. Χρειάζεται άμεση απεμπλοκή των έργων αυτών και εν συνεχεία να εξετασθεί η πώλησή τους, του ΥΗΣ Μεσοχώρας μαζί με την άδεια κατασκευής του ΥΗΕ Συκιάς. Αυτά τα έργα θα προσθέσουν πολύτιμη ανανεώσιμη ενέργεια στο ηλεκτρικό σύστημα και θα δημιουργήσουν νέες οικονομικές δραστηριότητες και ανάπτυξη για τους παραλίμνιους κατοίκους, αντί να καταλήγει ένα πολύτιμο αγαθό ανεκμετάλλευτο στη θάλασσα.

Οι επενδύσεις στον ενεργειακό μετασχηματισμό είναι εντάσεως κεφαλαίου με προσανατολισμό σε νέες ιδέες και καινοτόμες τεχνολογίες για καθαρή και έξυπνη ενέργεια με τον επιβαλλόμενο ρυθμό. Χρειάζεται η δέουσα πολιτική βούληση προς κατάλληλο σχεδιασμό, εξειδικευμένες μελέτες και νέο ρυθμιστικό πλαίσιο, ώστε να προσελκύσουν επενδύσεις χωρίς χρονοτριβές, μεγιστοποιώντας τα οφέλη και με προσανατολισμό στο μέλλον.