Γιατί είναι αδύνατο το σενάριο μόνο ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Γράφει ο Ηλίας Κονοφάγος

Η οικολογική φορολογία ("φόρος άνθρακα") στη Γαλλία οδήγησε στη μακροχρόνια εξέγερση των "Κίτρινων Γιλέκων". Εάν ο Μακρόν είχε έγκαιρα διαβάσει την έκθεση της Επιτροπής Ενέργειας"της Ακαδημίας Επιστημών της Γαλλίας (είχε υποβληθεί στις 19 Απριλίου 2017 και αφορούσε και τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας) θα μπορούσε να είχε αποφύγει τις βίαιες ταραχές.

Σημειώνεται ότι οι ταραχές είχαν ξεσπάσει μετά από τις αποφάσεις για αύξηση των τιμών των ορυκτών καυσίμων και των καυσίμων γενικότερα.

Οι παραπάνω ατυχείς αποφάσεις σχετίζονται με τη διαμόρφωση μιας περιόδου "Ενεργειακής Μετάβασης" που θα μπορούσε να οδηγήσει το 2050 τη Γαλλία και την Ευρώπη στην διαμόρφωση μηδενικών εκπομπών αερίου διοξειδίου του άνθρακα χωρίς επιπτώσεις στην οικονομία. Η έκθεση της Ακαδημίας Επιστημών της Γαλλίας υπογράφεται από 20 μέλη της και έχει τίτλο: "Το ζήτημα της ενεργειακής μετάβασης έχει πράγματι τεθεί σωστά στις τρέχουσες διαβουλεύσεις;".

Η έκθεση περιγράφει με σαφήνεια ότι το θέμα της "ενεργειακής μετάβασης" αποτελεί ένα πολύ σημαντικό ζήτημα, διότι απαιτεί τον έλεγχο των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου μέσω της μείωσης της εξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα (πετρέλαιο, φυσικό αέριο, άνθρακα). Όπως αναφέρεται, αυτό αναμένεται να οδηγήσει σε ουσιαστική αλλαγή των τρόπων παραγωγής και κατανάλωσης ενέργειας (στις ηλεκτρικές μεταφορές, μόνωση κτιρίων, ψηφιοποίηση της ατομικής κατανάλωσης κλπ).

Ωστόσο, αναφέρεται ότι το παραπάνω ζήτημα τόσο στη Γαλλία όσο και στην Ευρώπη, δεν αντιμετωπίστηκε μέχρι σήμερα, λαμβάνοντας υπόψη το πλήρες μέγεθος του προβλήματος. Στην πραγματικότητα, τα προγράμματα ενεργειακής πολιτικής έπρεπε να λάβουν καλύτερα υπόψη τους φυσικούς, τεχνολογικούς και οικονομικούς περιορισμούς. Στην παρούσα φάση, οι Γάλλοι θα μπορούσαν να οδηγηθούν στο να πιστέψουν ότι θα ήταν δυνατή μία μαζική ανάπτυξη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας ως μέσο απανθρακοποίησης, απαλλάσσοντας έτσι το όλο σύστημα, τόσο από τα ορυκτά καύσιμα όσο και από την πυρηνική ενέργεια.

Ενεργειακή μετάβαση και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Η ενεργειακή μεταβατική λύση οφείλει να προσαρμόζεται σε κάθε χώρα με διαφορετικό τρόπο, δεδομένου ότι εξαρτάται από τους γεωγραφικούς και κλιματικούς περιορισμούς της. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο π.χ. το Κεμπέκ, χάρη στα ισχυρά ποτάμια που έχουν την πηγή τους στο βόρειο τμήμα της χώρας, έχει την πολυτέλεια να καλύπτει τις ενεργειακές ανάγκες της επαρχίας αυτής, κατά 98% από υδροηλεκτρική ενέργεια.

Ορισμένες χώρες αντιμετωπίζουν κρίσιμες ανάγκες θέρμανσης ώστε να ανταπεξέλθουν στις σκληρές κλιματολογικές συνθήκες. Άλλες δε, είναι ιδιαίτερα αστικοποιημένες, ενώ είναι και εκείνες που έχουν πολύ περισσότερο αγροτικό πληθυσμό. Αυτές οι διαφορές, όσον αφορά τη γεωγραφία και την οικονομική δραστηριότητα, οδηγούν σε διαφορετικούς περιορισμούς στο πιθανό μείγμα ενέργειας. Συνεπώς, δεν υπάρχει καθολική βέλτιστη λύση σε αυτή την επιλογή ενεργειακής πολιτικής.

Από πρακτική άποψη, η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι a priori ελκυστική, αλλά δεν πρέπει να ξεχνάμε τις πραγματικότητες. Ας θυμηθούμε, πρώτα, ότι η ηλεκτρική ενέργεια αντιπροσωπεύει μόνο το 25% της ενεργειακής κατανάλωσης. Επομένως, είναι σημαντικό να γίνει διάκριση του ενεργειακού μείγματος που αφορά όλες τις δραστηριότητες παραγωγής ηλεκτρικού μείγματος.

Για τις ανεμογεννήτριες, ο μέσος συντελεστής φορτίου στη Γαλλία (αναλογία μεταξύ της παραγόμενης ενέργειας και εκείνης που αντιστοιχεί στη μέγιστη ισχύ που εμφανίζεται) είναι 23%, ενώ είναι 13% για ηλιακά φωτοβολταϊκά. Για να επιτευχθεί ένα δεδομένο επίπεδο ενέργειας, είναι συνεπώς απαραίτητο να υπάρξουν εγκατεστημένες ενεργειακές μονάδες με ισχύ πολλές φορές μεγαλύτερη από την τιμή που ικανοποιεί τη ζήτηση.

Οι γαλλικές και ευρωπαϊκές νύχτες

Όσον αφορά το επίπεδο ισχύος, η κατάσταση είναι ακόμη δυσμενέστερη, δεδομένου ότι ο λόγος της εγκατεστημένης ισχύος με την εγγυημένη ισχύ μονάδος είναι της τάξεως του 20% για τις ανεμογεννήτριες. Αυτό προκύπτει από τα στοιχεία της παραγωγής αιολικής ενέργειας, που δείχνει ότι η διαθέσιμη ισχύς από όλες τις χερσαίες ανεμογεννήτριες που είναι τοποθετημένες στο γαλλικό έδαφος πέφτει πολύ συχνά στο 5% της εγκατεστημένης ισχύος. Έτσι, ένα σύνολο που μπορεί καταρχήν να παρέχει 10 GW (γιγαβάτ) παράγει μόνο 0,5 GW για μία συγκεκριμένη χρονική περίοδο.

Αυτή η μεταβλητότητα των αιολικών και ηλιακών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας απαιτεί την εφαρμογή εναλλακτικών ενεργειών για να ξεπεραστεί και να αντισταθμιστεί η πτώση της παραγωγής που οφείλεται στην απουσία του ανέμου ή του ήλιου. Θα μπορούσε κανείς να σκεφτεί ότι οι ανταλλαγές ενέργειας σε ευρωπαϊκό επίπεδο θα μπορούσαν να μετριάσουν αυτό το πρόβλημα. Αλλά εποχιακά, οι νύχτες είναι σχεδόν παντού μακράς διάρκειας ταυτόχρονα στην Ευρώπη, και συχνά εκτεταμένοι αντικυκλώνες καλύπτουν τόσο τη Γαλλία όσο και τις γειτονικές χώρες της.

Μια λύση σε αυτά τα εποχιακά διαλείμματα ενεργειακής απόδοσης θα μπορούσε να ήταν η μαζική αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας σε περιόδους που υπάρχει πλεόνασμα, ώστε να είναι διαθέσιμη σε στιγμές που θα χρειαζόταν. Αλλά η υδροηλεκτρική χωρητικότητα αποθήκευσης στη Γαλλία είναι σήμερα σχεδόν κορεσμένη. Συνεπώς, θα έπρεπε να αναπτυχθεί η έρευνα χρήσης μπαταριών ή άλλων μεθόδων αποθήκευσης που θα μπορούσαν χωρίς αμφιβολία να σημειώσουν σημαντική πρόοδο. Προς το παρόν, όμως, δεν είναι δυνατόν να αποθηκευτούν στη Γαλλία ούτε ένα πολύ μικρό μέρος από τα 10TWh (1TWh = 1 δισεκατομμύριο κιλοβατώρες) που καταναλώνει η Γαλλία σε μια εβδομάδα.

Ο κίνδυνος συσκότισης της Ευρώπης

Για να αποθηκευτούν δύο ημέρες αυτής της κατανάλωσης, χρησιμοποιώντας μία δοκιμασμένη τεχνολογία ιόντων-λιθίου, όπως αυτή που χρησιμοποιείται σήμερα στα αυτοκίνητα Tesla, θα απαιτούντο τουλάχιστον 12 εκατομμύρια τόνοι μπαταριών που χρησιμοποιούν 360.000 τόνους λιθίου. Αλλά μόνο 40.000 τόνοι αυτού του μετάλλου εξορύσσονται παγκοσμίως κάθε χρόνο!

Θα μπορούσαν να υπάρξουν, βεβαίως, και άλλες λύσεις, όπως η χημική αποθήκευση μέσω της ηλεκτρόλυσης του νερού που παράγει υδρογόνο, έναν φορέα ενέργειας. Ωστόσο, οι λύσεις αυτές είναι προς το παρόν πολύ ακριβές, η απόδοση τους είναι εξαιρετικά χαμηλή και με μειωμένη τεχνολογική ωριμότητα. Οι πειραματισμοί σε επίπεδο κλίμακας μεγαβάτ, όμως, δείχνουν ότι βρισκόμαστε ακόμα μακριά από το να είμαστε σε θέση να αναπτύξουμε βιομηχανικά βιώσιμες λύσεις σε κλίμακα χώρας.

Επιπλέον, η ανάπτυξη ανανεώσιμων πηγών διαλειπτόμενης ενέργειας δεν μπορεί να επιτευχθεί, χωρίς σημαντική επέκταση του δικτύου μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας για τη σύνδεση των τόπων παραγωγής, τη συλλογή της διάχυτης ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται και για την αποστολή της στους χώρους κατανάλωσης. Προκειμένου, λοιπόν, να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος συσκότισης (blackout) σε επίπεδο χώρας ή ακόμα και της Ευρώπης, είναι σημαντικό να προβλέψουμε τα προβλήματα σταθερότητας του δικτύου που θα μπορούσαν να προκύψουν από ξαφνικές διακυμάνσεις στο επίπεδο του ανέμου ή της ηλιοφάνειας.

Η κοινή λογική οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που εγγυάται την κατανάλωση μιας χώρας απαιτεί τη διαθεσιμότητα ενέργειας κατ' απαίτηση, δηλαδή εκείνης που δεν υποφέρει από διαλείμματα και που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαρκή βάση. Έτσι, δεν υπάρχει χώρα, λόγω της απουσίας λύσεων αποθήκευσης, που θα μπορούσε να ανταποκριθεί στη μεταβλητότητα της παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Ούτε επίσης υπάρχει κράτος που θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει σε σημαντικό βαθμό τις ανανεώσιμες πηγές, χωρίς να προσφεύγει στη χρήση άμεσα ελεγχόμενων διαθέσιμων παραγωγής ενέργειας (από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς ή πυρηνικούς σταθμούς).

Το αποτυχημένο γερμανικό παράδειγμα

Η περίπτωση της Γερμανίας είναι υποδειγματική. Το 2011, η Γερμανία αποφάσισε να εγκαταλείψει την πυρηνική ενέργεια, η συμβολή της οποίας στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ήταν μόλις 22% το 2010. Δηλαδή η παραγωγή δεν αντιπροσωπεύει τις ίδιες προκλήσεις με την πυρηνική παραγωγή στη Γαλλία. Έξι χρόνια αργότερα, το μερίδιο της πυρηνικής ενέργειας ήταν 13%, το ποσοστό ανανεώσιμης ενέργειας 30% και το μερίδιο των ορυκτών καυσίμων παραμένει 55%.

Ήταν η αύξηση της διακεκομμένης παροχής ηλεκτρικής ενέργειας, που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, η οποία απαιτούσε το άνοιγμα νέων μονάδων ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα (13 GW) και την ανάπτυξη της εξόρυξης λιγνίτη. Ως αποτέλεσμα, η Γερμανία εξακολουθεί να είναι ένας από τους μεγαλύτερους πομπούς CO2 (διοξείδιο του άνθρακα) στην Ευρώπη για την υψηλότερη τιμή ηλεκτρικής ενέργειας. Δεν μπορούμε, λοιπόν, να μιλάμε για επιτυχία.

Από τις ανεπτυγμένες χώρες, η Γαλλία είναι ένας από τους χαμηλότερους παραγωγούς αερίων του θερμοκηπίου ανά κάτοικο (περίπου το μισό από ό,τι στη Γερμανία, τρεις φορές λιγότερο από ό,τι στις ΗΠΑ). Είναι μία από τις πιο προηγμένες χώρες στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χαμηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Έτσι, η Γαλλία παράγει 540 TWh ηλεκτρικής ενέργειας με εκπομπές 46 Mt CO2/έτος, ενώ η Γερμανία παράγει 631 TWh ηλεκτρική ενέργεια εκπέμποντας 334 Mt CO2/έτος, δηλαδή 6,2 φορές περισσότερο ανά παραγόμενη κιλοβατώρα.

Αυτή η σχετική αδιαφορία που υπάρχει για το CO2 στη Γαλλία είναι αποτέλεσμα της, επί του παρόντος, λύσης που έχει δοθεί με την πυρηνική ενέργεια, η οποία παρέχει το 75% της ηλεκτρικής ενέργειας στη χώρα. Η πυρηνική ενέργεια είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος μείωσης του μεριδίου των ορυκτών καυσίμων στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Η πυρηνική ενέργεια βασίζεται σε επιστημονική εμπειρογνωμοσύνη, σε μια εθνική βιομηχανία με μοναδική επιχειρησιακή εμπειρία και σε μια αρμόδια και ανεξάρτητη αρχή ασφάλειας. Η πυρηνική ενέργεια απαιτεί αυστηρή διαχείριση των αποβλήτων της, η οποία αποτέλεσε αντικείμενο διαδοχικών νόμων και διαρκούς και συνεπούς ερευνητικής προσπάθειας.

Η αντίφαση στην πράξη

Ωστόσο, παραμένει η εσωτερική προσπάθεια να προχωρήσει η Γαλλία στην πρακτική εφαρμογή όσων έχουν ήδη μελετηθεί. Από την άλλη πλευρά, η κλασική πυρηνική βιομηχανία αντιμετωπίζει σήμερα παντού δικαιολογημένες απαιτήσεις ασφάλειας που απαιτούν επίλυση τεχνικών ζητημάτων. Στη Γαλλία πιστεύεται ότι οι τεχνικοί τους έχουν μακροχρόνια εμπειρία και τις σχετικές δυνατότητες να αντιμετωπίσουν αυτά τα προβλήματα και να παράσχουν τις απαιτούμενες λύσεις.

Σε αυτό το γενικό πλαίσιο, υπάρχει μια πραγματική αντίφαση στην επιθυμία να μειωθούν οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, μειώνοντας παράλληλα το μερίδιο της πυρηνικής ενέργειας. Στην πραγματικότητα, πολλές μελέτες δείχνουν ότι το συνολικό μερίδιο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο μείγμα της ηλεκτρικής ενέργειας δεν θα μπορέσει μεσοπρόθεσμα να πάει πολύ πέρα από το 30-40%. Αν γινόταν αυτό, θα οδηγούσε σε μία υπέρογκη αύξηση του κόστους της ηλεκτρικής ενέργειας και σε μία αντίστοιχη αύξηση των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου και σε μία αμφισβήτηση της ασφάλειας για συνολική παροχή ηλεκτρικής ενέργειας.

Είναι δεδομένο, λοιπόν, ότι υπάρχει περιορισμός στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακή και αιολική ενέργεια. Επιπροσθέτως, το πρόβλημα του 75% της μη-ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται στις μεταφορές, στις κατοικίες και στη βιομηχανία αποτελεί, επίσης, μία τρομερή πρόκληση. Παράλληλα, παραμένει επιτακτική η ανάγκη να μελετηθεί η εξοικονόμηση ενέργειας που μπορεί να επιτευχθεί, καθώς και η δυνατότητα μείωσης των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Όμως, αυτοί οι τομείς αναμένεται να παραμείνουν για τις επόμενες δεκαετίες εκτός ουσιαστικής επίδρασης από την προσθήκη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Ρεαλιστικά σενάρια

Η "απανθρακοποιημένη" γαλλική παραγωγή θα μπορούσε να κατευθύνει κάποιες από τις ενεργειακές δραστηριότητες που χρησιμοποιούν ορυκτά καύσιμα προς την παραγωγή ηλεκτρισμού για μία καλύτερη διαχείριση του εμπορικού ισοζυγίου και για μία σημαντικότερη μείωση των εκπομπών, πολύ περισσότερο από αυτήν που επιτυγχάνεται σήμερα.

Στη Γαλλία και στην Ευρώπη διδαχθήκαμε ότι ήταν δυνατόν να εισάγουμε ένα σημαντικό ποσοστό ανανεώσιμης ενέργειας στο μείγμα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Βεβαίως, και πρέπει να πάμε προς αυτήν την κατεύθυνση. Αλλά θα έπρεπε να πάμε σε ρεαλιστικά ενεργειακά σενάρια που αποφεύγουν παρανοήσεις. Μεταξύ αυτών μπορούν οι κυβερνήσεις να κάνουν επιλογή και να πάρουν σχετικές αποφάσεις. Η λύση "όλα ανανεώσιμα" δεν είναι εφικτή. Για να διατηρηθεί η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χαμηλών εκπομπών άνθρακα πρέπει η πυρηνική ενέργεια (μιλάμε πάντα για τη Γαλλία) να έχει σημαντικό ρόλο στις επόμενες δεκαετίες.

Η συνεχής βελτίωση του ενεργειακού συστήματος περνάει μέσα από μαζικές επενδύσεις στον τομέα της βασικής έρευνας, της τεχνολογίας και της βιομηχανίας, καθώς και μέσα από πολλά άλλα ζητήματα που πρέπει να μελετηθούν (πυρηνικών αποβλήτων και ασφάλειας, αποθήκευσης ενέργειας, δέσμευσης και παγίδευσης του CO2, έξυπνων δικτύων κλπ).

Τέλος, πέρα από την ισορροπία του ενεργειακού μίγματος, θα ήταν σοφό να συμπεριληφθεί η προσπάθεια εξοικονόμησης ενέργειας, ώστε να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας σε κτήρια, στις μεταφορές, στη βιομηχανία. Έτσι, θα μπορούσε να οδηγήσει σε σημαντική μείωση των τοξικών εκπομπών και επίσης να ενισχυθεί η ανταγωνιστικότητα και η καινοτομία.

από slpress