Ενεργειακή μετάβαση σε μια οικονομία μηδενικού άνθρακα βασισμένη στα νέα εθνικά «καύσιμα», το Νερό και τις ΑΠΕ

Η ενεργειακή μετάβαση έχει σαν στόχο την  σταδιακή μείωση και εξάλειψη των  εκπομπών αερίων θερμοκηπίου από τον ενεργειακό τομέα μέσω της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, εξοικονόμηση ενέργειας, ανάπτυξη και άλλων τεχνολογιών ώστε να απεξαρτηθούμε από τα ορυκτά καύσιμα και τις εκπομπές τους στον αέρα.

Για να πραγματοποιηθεί η  εξάλειψη των  εκπομπών αερίων θερμοκηπίου απαιτείται να προχωρήσει παράλληλα και ο εξηλεκτρισμός των δραστηριοτήτων μας κυρίως στις μετακινήσεις, μεταφορές,  την θέρμανση/ψύξη και την βιομηχανία. ’Όσον αφορά την βιομηχανία υπάρχουν και οι λύσεις μηδενικών καθαρών εκπομπών. 

Εστιάζοντας στην ηλεκτροπαραγωγή το βασικό πρόβλημα με την υιοθέτηση των τεχνολογιών μεταβαλλόμενης παραγωγής (ήλιος και αέρας) είναι η διατήρηση της ισορροπίας παραγωγής και κατανάλωσης χωρίς προβλήματα επάρκειας ισχύος και ενέργειας δεδομένης της στοχαστικής παραγωγής. Η βασική λύση για χώρα μας, η οποία μελλοντικά συνεπικουρείται από τις διεθνείς διασυνδέσεις και καινοτόμες τεχνολογίες παραγωγής ενέργειας χαμηλού κόστους, είναι η ώριμη υδραυλική ενέργεια που μπορούμε να εκμεταλλευτούμε ανακυκλώνοντας το νερό μέσω μονάδων αντλησιοταμίευσης. 

Δεδομένου ότι βρισκόμαστε σε σημείο καμπής στην μεταβατική διαδικασία λόγω των αυξανόμενων περικοπών παραγωγής των μονάδων ΑΠΕ, θα πρέπει να ληφθούν κεντρικά και οργανωμένα αποφάσεις για την ανάπτυξη και σχεδιασμό του ηλεκτρικού συστήματος, των μονάδων αποθήκευσης και των διεσπαρμένων μονάδων παραγωγής ΑΠΕ.

Η διείσδυση ΑΠΕ σε επίπεδα μεγαλύτερα του 80% της κατανάλωσης μέχρι το 2030 απαιτεί μεγάλης διάρκειας αποθήκευση για να ισορροπεί τον ετεροχρονισμό παραγωγής/κατανάλωσης, εισροές/εκροές διεθνών διασυνδέσεων και μελλοντικών διασυνδέσεων που θα παρέχουν καθαρή ενέργεια από ΑΠΕ αλλά και στοχαστικούς πολυήμερους κύκλους μείωσης/αύξησης της διαθέσιμης ενέργειας των ΑΠΕ. 

Συνεπώς, για την διατήρηση της αξιοπιστίας παροχής ηλεκτρισμού, ενεργειακή αποδοτικότητα (απώλειες μεταφοράς, στοχαστικότατα, περικοπές παραγωγής ΑΠΕ, κλπ.) και ευελιξία του ηλεκτρικού συστήματος είναι απαραίτητη μια νέα κατηγορία αποθήκευσης μεγάλης ισχύος και διάρκειας. Σαν τέτοιες μονάδες ορίζονται οι σταθμοί μεγάλης ισχύος (πάνω από 1 GW) και πολλών ωρών αποθήκευσης στην ονομαστική ισχύ (πάνω από 15 ώρες). Η μόνη ώριμη και αξιόπιστη τεχνολογία με τέτοιες δυνατότητες για την μορφολογία της χώρας μας είναι η αντλησιοταμίευση. Το γεωγραφικό ανάγλυφο της Ελλάδας δίνει την δυνατότητα για τέτοιες θέσεις, εντούτοις τα οικονομικά και τεχνικά βιώσιμα έργα αντλησιοταμίευσης μεγάλης ισχύος και χωρητικότητας θα είναι λίγα.

Οι μονάδες αντλησιοταμίευσης της παραπάνω κατηγορίας είναι έργα μοναδικά με μεγάλη εθνική προστιθέμενη αξία και θα πρέπει να τύχουν ειδικής μεταχείρισης για την ένταξη στο Σύστημα και την αγορά. 

Η αντλησιοταμίευση για αρκετές ακόμη δεκαετίες θα είναι η μοναδική οικονομική και ώριμη λύση μεγάλης κλίμακας αποθήκευσης με σκοπό την λειτουργία προς όφελος συνολικά του ηλεκτρικού συστήματος επιτρέποντας την απεμπλοκή από τις μονάδες βάσης ορυκτών καυσίμων καθώς θα έχουν την δυνατότητα να υποστηρίζουν το Σύστημα, όταν και «όσο» χρειαστεί υποβοηθούμενες συν τω χρόνο με τη διείσδυση νέων τεχνολογιών μακροχρόνιας αποθήκευσης, όπως τον συνδυασμό παραγωγής υδρογόνου από ανανεώσιμες πηγές και την παραγωγή ηλεκτρισμού μέσω μονάδων ηλεκτρόλυσης του νερού υπό τον όρο να εξασφαλίζεται το ελάχιστο κόστος ενέργειας. 

Οι μεγάλες μονάδες αντλησιοταμίευσης συνδεδεμένες στα 400 kV θα έχουν την δυνατότητα να ισορροπούν σε επίπεδο εθνικού ηλεκτρικού συστήματος τον ετεροχρονισμό παραγωγής/κατανάλωσης σε χρονική κλίμακα ημέρας αλλά και εβδομάδας αλλά και τις εισροές/εκροές διεθνών διασυνδέσεων στο Ελληνικό ηλεκτρικό σύστημα με τρόπο οικονομικό και αξιόπιστο.

Οι μονάδες αποθήκευσης συσσωρευτών και μικρής χωρητικότητας μονάδες αντλησιοταμίευσης θα συνδέονται κυρίως στα 150 kV και σε χαμηλότερα επίπεδα τάσης και θα εξυπηρετούν σε τοπικό επίπεδο θέματα συνωστισμού, εξισορρόπησης τοπικής παραγωγής/κατανάλωσης και την διατήρηση της ποιότητας ισχύος λόγω των πολλών μονάδων διεσπαρμένης παραγωγής ΑΠΕ.

Οι μεγάλες μονάδες αντλησιοταμίευσης σταδιακά τα επόμενα 15-20 χρόνια  θα αναλάβουν και καθήκοντα μονάδων βάσης του ηλεκτρικού συστήματος και θα επιτρέψουν την προσέγγιση της 100% διείσδυσης των ΑΠΕ στην ηλεκτρική παραγωγή/κατανάλωση, την διαχείριση ηλεκτρικών διασυνδέσεων με εισροή/εκροή ΑΠΕ και την πολυήμερη μείωση/αύξηση της διαθέσιμης ενέργειας των ΑΠΕ.

Η χώρα μας λόγω της τοπογραφίας της και των σημαντικών τεχνητών λιμνών, των οποίων οι υδάτινοι πόροι θα πρέπει να χρησιμοποιούνται με μακροχρόνιο σχεδιασμό και προγραμματισμό, έχει την δυνατότητα να σχεδιάσει και να αναπτύξει μεγάλης κλίμακας αντλησιοταμιευτικά, ώστε να είναι ικανά να απορροφούν την στοχαστική παραγωγή ΑΠΕ και να αντικαταστήσουν όλους του θερμικούς σταθμούς βάσης.

‘Οπως την δεκαετία του 1950 σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε το ηλεκτρικό σύστημα και η παραγωγή της χώρας βασίστηκε στο εθνικό καύσιμο τον λιγνίτη, έτσι και τώρα είναι η κατάλληλη ώρα για να σχεδιαστεί το νέο ηλεκτρικό σύστημα και το μίγμα παραγωγής που θα μας επιτρέψει οικονομικά και χωρίς εξαρτήσεις από τις ακριβές και ανασφαλείς εισαγωγές ορυκτών καυσίμων να καταναλώνουμε και να αποθηκεύουμε την εθνική παραγωγή ΑΠΕ και να έχουμε την δυνατότητα να κάνουμε εξαγωγές ΑΠΕ όταν θα το χρειάζονται οι γειτονικές χώρες.

Για να αναπτυχθεί ένας αριθμός μονάδων αντλησιοταμίευσης ισχύος της τάξης αρκετών GW και χωρητικότητας δεκάδων ως εκατοντάδων GWh, δεν είναι εφικτό αν παραμείνουμε στο σημερινό  μοντέλο ανάπτυξης μέσω ιδιωτικής πρωτοβουλίας, αλλά απαιτείται ένα μεικτό σχήμα. Θα χρειασθεί συντονισμένος σχεδιασμός, εύρεση και προετοιμασία των κατάλληλων θέσεων και συνεπώς η κρατική παρέμβαση είναι απαραίτητη με τις παρακάτω ενέργειες.

• Μελέτη για τον προσδιορισμό της απαιτούμενης ισχύος και ενέργειας μονάδων αντλησιοταμίευσης με προσομοίωση λειτουργίας, ανάλυση αξιοπιστίας και προσομοίωση αγοράς, με στόχο από το 2040 να ελαχιστοποιηθεί η χρήση ορυκτών καυσίμων στην ηλεκτροπαραγωγή με την χρήση της αντλησιοταμίευσης και ΑΠΕ. 
• Μελέτη εύρεσης κατάλληλων θέσεων αντλησιοταμίευσης με γεωγραφική διασπορά και μελέτης σκοπιμότητας για κάθε θέση. 
• Μετά την εύρεση των κατάλληλων θέσεων αντλησιοταμίευσης,  υπό τον συντονισμό του ΥΠΕΚΑ, οι κρατικοί φορείς  και οι αρμόδιες αρχές σύμφωνα με την νομοθεσία να εξασφαλίσουν από άποψης διαθέσιμης γης, προγραμματισμού και χρήσης υδάτων, περιβαλλοντικά και ενδεχομένως άλλους περιορισμούς, για μεγάλη χρονική διάρκεια (πάνω από 50 χρόνια) κατάλληλες δημόσιες, δημοτικές και ιδιωτικές εκτάσεις μέσω απαλλοτρίωσης για την εγκατάσταση  μονάδων αντλησιοταμίευσης.
• Προκήρυξη διαγωνισμού για τις διαθέσιμες θέσεις αντλησιοταμίευσης σύμφωνα με την μελέτη σκοπιμότητας. 

Οι φυσικές περιοχές χωροθέτησης συστημάτων αποθήκευσης και ΑΠΕ μαζί το ηλεκτρικό σύστημα αποτελούν την ραχοκοκαλιά του ενεργειακού συστήματος της χώρας και θα πρέπει να επιλεγούν με προοπτική να χρησιμοποιούνται για πολλές δεκαετίες, όπου τα συστήματα στο τέλος της οικονομικής τους ζωής θα αντικαθίστανται με νέα.

* Ο Ευστάθιος Τσελεπής είναι Σύμβουλος Ενεργειακής Μετάβασης και τ. υπεύθυνος του τμήματος Φ/Β και Διεσπαρμένης Παραγωγής του ΚΑΠΕ