Η διασύνδεση του ηλεκτρικού δικτύου της Κρήτης με ηλεκτρικά δίκτυα άλλων περιοχών και η κλιματική αλλαγή

Ο μετριασμός της κλιματικής αλλαγής και η σταδιακή αντικατάσταση των ορυκτών καυσίμων με μη ανθρακούχες ενεργειακές πηγές βρίσκονται σήμερα στο επίκεντρο του παγκόσμιου ενδιαφέροντος. Η Κρήτη διαθέτει αφθονία ανανεώσιμων ενεργειακών πόρων, κυρίως ηλιακής και αιολικής ενέργειας, οι οποίες μπορούν να παράξουν μεγάλες ποσότητες “πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας” με τεχνολογίες ώριμες και οικονομικά ελκυστικές. Το αυτόνομο μέχρι σήμερα ηλεκτρικό δίκτυο της Κρήτης διασυνδέεται με τα ηλεκτρικά δίκτυα άλλων περιοχών επιτρέποντας την απρόσκοπτη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας μεταξύ τους. Στο κείμενο που ακολουθεί γίνεται αναφορά στη σημερινή και στη μελλοντική παραγωγή και αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας στη Κρήτη, σε συνδυασμό με το Εθνικό σχέδιο για την ενέργεια και το κλίμα, σχολιάζοντας το νέο τοπίο που δημιουργείται καθώς και τις προοπτικές για την ελαχιστοποίηση των καθαρών εκπομπών άνθρακα λόγω της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στο νησί.    

1. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σήμερα στη Κρήτη

Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στη Κρήτη μέχρι το 2020 περίπου γινόταν κατά κύριο λόγο με πετρελαϊκά καύσιμα ενώ η συμμετοχή των ΑΠΕ (κυρίως της ηλιακής και της αιολικής ενέργειας) αντιστοιχούσε στο 20% περίπου της συνολικής παραγωγής. Το κόστος παραγωγής με πετρελαϊκά καύσιμα είναι υψηλό ενώ καθώς το ηλεκτρικό της δίκτυο ήταν αυτόνομο η ανάπτυξη των ΑΠΕ στο νησί περιοριζόταν για λόγους ευστάθειας του δικτύου. 

Πίνακας 1. Ενεργειακοί σταθμοί και παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στη Κρήτη (2018)

Πηγή ΔΕΔΔΗΕ, 2018

2. Η υποθαλάσσια διασύνδεση του ηλεκτρικού δικτύου της Κρήτης με άλλα ηλεκτρικά δίκτυα 

Η δεκαετία 2020-2030 αποτελεί μία δεκαετία που το ενεργειακό σύστημα της Κρήτης θα υποστεί ριζικό μετασχηματισμό καθώς το αυτόνομο μέχρι σήμερα ηλεκτρικό της δίκτυο θα διασυνδεθεί με τα ηλεκτρικά δίκτυα της Ηπειρωτικής χώρας και της Ευρώπης, της Κύπρου και του Ισραήλ καθώς και της Αφρικής. Η συνολική ισχύς των υποθαλάσσιων ηλεκτρικών καλωδίων διασύνδεσης θα είναι περίπου τριπλάσια από την εγκατεστημένη ισχύ των ηλεκτροπαραγωγικών σταθμών στο νησί σήμερα.

Α) Τα δύο υποθαλάσσια καλώδια διασύνδεσης των ηλεκτρικών δικτύων Κρήτης- Ηπειρωτικής Ελλάδας

Η διασύνδεση των ηλεκτρικών δικτύων της Κρήτης και της Ηπειρωτικής Ελλάδος πραγματοποιείται σήμερα και περιλαμβάνει τη κατασκευή δύο υποθαλάσσιων ηλεκτρικών καλωδίων εκ των οποίων το πρώτο (μικρής ισχύος καλώδιο) συνδέει τη δυτική Κρήτη-Κίσαμο με τη Πελοπόννησο και το δεύτερο (μεγάλης ισχύος καλώδιο) το Ηράκλειο Κρήτης με την Αττική. Η κατασκευή του πρώτου καλωδίου (Κίσαμος-Πελοπόννησος) έχει ήδη ολοκληρωθεί ενώ η ολοκλήρωση του δευτέρου αναμένεται να ολοκληρωθεί σύντομα. 

Β) Η Ευρω-ασιατική ηλεκτρική διασύνδεση με υποθαλάσσιο καλώδιο μεταξύ Ισραήλ-Κύπρου-Κρήτης-Ηπειρωτικής Ελλάδας-Ευρώπης

Η πρόσφατα ανακοινωθείσα ηλεκτρική διασύνδεση του Ισραήλ, της Κύπρου και της Ελλάδας με υποθαλάσσιο καλώδιο μήκους περίπου 1.200 χλμ τοποθετημένο σε βάθος περίπου 2.700 μέτρων θα είναι σε θέση να μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια ισχύος 1.000 MW - 2.000 MW. Η ηλεκτρική αυτή διασύνδεση θα είναι σε θέση να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης στις χώρες αυτές. Καθώς η Κύπρος είναι η μοναδική χώρα της Ευρωπαϊκής Ένωσης η οποία δεν είναι διασυνδεδεμένη ηλεκτρικά με άλλες χώρες η διασύνδεση αυτή θα περιορίσει την απομόνωση της και θα της παρέχει ασφάλεια και θωράκιση σε έκτακτες περιπτώσεις βλαβών, ατυχημάτων ή καταστροφών δεδομένης της κακής εμπειρίας της στο παρελθόν (καταστροφή του εργοστασίου ηλεκτροπαραγωγής της).  Ταυτόχρονα θα επιτρέψει στις τρεις διασυνδεδεμένες χώρες να αυξήσουν τη συμμετοχή των ΑΠΕ στο ενεργειακό τους ισοζύγιο. Το υποθαλάσσιο καλώδιο θα ακολουθεί τη διαδρομή Ισραήλ-Κύπρου (310 χλμ), Κύπρου-Κρήτης (900 χλμ) και Κρήτης-Αττικής (310 χλμ). Η Ευρω-ασιατική διασύνδεση θα επιτρέψει στη Κρήτη να έχει διαθέσιμη ισχύ περίπου 1.000-2.000 MW επιπλέον της ήδη διαθέσιμης ισχύος (που της παρέχουν τα δύο υποθαλάσσια καλώδια που κατασκευάζονται σήμερα) περίπου 850 MW. Αυτό θωρακίζει περισσότερο τη Κρήτη σε έκτακτες περιπτώσεις καταστροφών ή ατυχημάτων. Υπολογίζεται ότι η κατασκευή της υποθαλάσσιας ηλεκτρικής διασύνδεσης θα ολοκληρωθεί το 2024 και θα τεθεί σε λειτουργία το 2025. Το υποθαλάσσιο αυτό καλώδιο θα είναι το μεγαλύτερο μέχρι σήμερα παγκοσμίως (όσον αφορά το μήκος και το βάθος του) και θα διευκολύνει τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας μεταξύ Ευρώπης και Ασίας. 

Γ) Η ηλεκτρική διασύνδεση Αφρικής με τη Κρήτη

Η ηλεκτρική διασύνδεση της Αφρικής με τη Κρήτη προγραμματίζεται να πραγματοποιηθεί τα προσεχή χρόνια μέσω ενός υποθαλάσσιου καλωδίου που θα συνδέει τη περιοχή της Mersa Matruh στα Μεσογειακά παράλια της Αιγύπτου με τον Αθερινόλακκο του νομού Λασιθίου Κρήτης. Το υποθαλάσσιο καλώδιο μήκους περίπου 400 χλμ αναμένεται να έχει ισχύ 2 GW. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η εκτεταμένη διασύνδεση των ηλεκτρικών δικτύων της βορείου Αφρικής με την Ευρώπη είχε σχεδιασθεί παλαιότερα με το διεθνές project DESERTEC το οποίο ματαιώθηκε μετά τις αναταραχές και την αστάθεια που προκάλεσαν τα γεγονότα  της “Αραβικής άνοιξης”, το 2010-2011, σε περιοχές της βορείου Αφρικής και της Μέσης Ανατολής.
 

Φωτό 1. Η ηλεκτρική διασύνδεση Κρήτης Ηπειρωτικής Ελλάδας με δύο υποθαλάσσια καλώδια

Φωτό 2. Η ηλεκτρική διασύνδεση Ισραήλ-Κύπρου-Κρήτης-Ηπειρωτικής Ελλάδας

 

Φωτό 3. Η ηλεκτρική διασύνδεση Αιγύπτου-Κρήτης

Πίνακας 2. Διασυνδέσεις του ηλεκτρικού δικτύου της Κρήτης

3. Το Εθνικό σχέδιο για την ενέργεια και το κλίμα

Σύμφωνα με το πρόσφατα αναθεωρημένο Εθνικό σχέδιο για την ενέργεια και το κλίμα πρωταγωνιστές στην ενεργειακή μετάβαση μέχρι το 2050 στη χώρα θα είναι τα Φ/Β συστήματα, τα υπεράκτια αιολικά πάρκα καθώς και η αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας σε συσσωρευτές μικρής ή μεγάλης χωρητικότητας και σε μονάδες αντλησιοταμίευσης.

Πίνακας 3. Προβλέψεις του Εθνικού σχεδίου για την ενέργεια και το κλίμα όσον αφορά τις χρησιμοποιούμενες εναλλακτικές ενεργειακές πηγές  μέχρι το 2050

4. Δημιουργία νέων σταθμών ΑΠΕ στη Κρήτη μετά την ηλεκτρική διασύνδεση της

Μετά την πολλαπλή ηλεκτρική διασύνδεση της Κρήτης ο περιορισμός της σημερινής νομοθεσίας για την εγκατάσταση συστημάτων ΑΠΕ, μη εγγυημένης ισχύος, η οποία δεν θα πρέπει να είναι περισσότερη από το 30% της εγκατεστημένης ισχύος των θερμοηλεκτρικών εργοστασίων δεν θα υφίσταται. Δεδομένου του μεγάλου επιχειρηματικού ενδιαφέροντος για τη δημιουργία (παράκτιων και υπεράκτιων) αιολικών πάρκων και Φ/Β σταθμών στη Κρήτη αναμένεται ότι εντός ολίγων ετών, μετά την ηλεκτρική διασύνδεση της, νέοι ηλιακοί και αιολικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής θα δημιουργηθούν στο νησί. Συνεπώς στο μέλλον θα υπάρχει δυνατότητα να διοχετεύεται στο ηλεκτρικό  δίκτυο περισσότερη σε σχέση με σήμερα “πράσινη ηλεκτρική ενέργεια” η οποία θα παράγεται στη Κρήτη, σύμφωνα με το Εθνικό σχέδιο για την ενέργεια και το κλίμα, κυρίως από Φ/Β εγκαταστάσεις και υπεράκτια (off-shore) αιολικά πάρκα που αναμένεται να δημιουργηθούν στο θαλάσσιο περιβάλλον πλησίον της Κρήτης. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η επίτευξη του στόχου για μηδενικές καθαρές εκπομπές άνθρακα μέχρι το 2050 προϋποθέτει την υποκατάσταση των ορυκτών καυσίμων στη παραγωγή θερμότητας είτε με ΑΠΕ (ηλιακή ενέργεια και στερεά βιομάζα) ή με ηλεκτρική ενέργεια. Απαιτείται επίσης η υποκατάσταση των συμβατικών οχημάτων με ηλεκτρικά οχήματα. Συνεπώς η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας στη Κρήτη για τους λόγους αυτούς αναμένεται να αυξηθεί σημαντικά στο μέλλον. 

5. Μέθοδοι αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας

Διάφορα συστήματα αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική, θερμική και χημική μορφή χρησιμοποιούνται σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό σήμερα τα κυριότερα των οποίων είναι:

 Αποθήκευση σε συστήματα αντλησιοταμίευσης

Πρόκειται για μια ώριμη τεχνολογία αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική μορφή με ευρεία εφαρμογή παγκοσμίως. Αξίζει να σημειωθεί ότι σύντομα αναμένεται αρχίσει από τη ΤΕΡΝΑ Ενεργειακή η κατασκευή του εμβληματικού υβριδικού έργου παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με αιολικά πάρκα (στο νομό Λασιθίου) και αποθήκευσης της με σύστημα αντλησιοταμίευσης (στο Αμάρι του νομού Ρεθύμνης) στη Κρήτη. Είναι πολύ πιθανό να κατασκευασθούν στο μέλλον και άλλα τέτοια συστήματα αντλησιοταμίευσης στο νησί. 

Αποθήκευση σε ηλεκτρικές μπαταρίες ιόντων λιθίου

Πρόκειται για μια αναπτυσσόμενη τεχνολογία αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας σε χημική μορφή με αυξανόμενες σήμερα εμπορικές εφαρμογές. Ήδη η πολιτεία σύντομα πρόκειται να επιδοτήσει την εγκατάσταση μικρών μπαταριών αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας σε κατοικίες. 

Αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας σε μορφή υδρογόνου (H₂)

Ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί σε χημική μορφή με τη παραγωγή υδρογόνου που επιτυγχάνεται με ηλεκτρόλυση του νερού. Εφόσον η απαιτούμενη ηλεκτρική ενέργεια για την ηλεκτρόλυση του νερού προέρχεται από ΑΠΕ δεν δημιουργούνται εκπομπές άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Το υδρογόνο, όταν χρειαστεί, μπορεί να παράξει ηλεκτρική ενέργεια με κυψέλες καυσίμου. Σήμερα το 90% της παγκόσμιας παραγωγής Η₂ παράγεται με ορυκτά καύσιμα (με έκλυση διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα) και το 10% με ηλεκτρόλυση του νερού. Αξίζει να σημειωθεί ότι καθώς η ηλιακή και η αιολική ενέργεια αφθονούν στη Κρήτη η παραγωγή “πράσινου ηλεκτρολυτικού υδρογόνου” στο νησί είναι πολύ ελκυστική. 

6. Κίνδυνοι μη ομαλής λειτουργίας στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας της Κρήτης 

Η ηλεκτρική διασύνδεση της Κρήτης με την ηπειρωτική Ελλάδα μέσω των υποθαλάσσιων καλωδίων κάνει το ηλεκτρικό της δίκτυο περισσότερο ευάλωτο καθώς πλέον η ομαλή λειτουργία του υπόκειται σε ποικίλους κινδύνους. Μεταξύ αυτών θα μπορούσαν να αναφερθούν:

Α) Κίνδυνοι από ακραία κλιματικά φαινόμενα,

Β) Κίνδυνοι από φυσικές καταστροφές,

Γ) Κίνδυνοι λόγω πολεμικών συγκρούσεων ή σαμποτάζ, 

Δ) Κακόβουλες επιθέσεις και κυβερνο-επιθέσεις στα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας και στους σταθμούς παραγωγής της, 

Ε) Κίνδυνοι λόγω έλλειψης καυσίμων, και

ΣΤ) Κίνδυνοι από ατυχήματα στα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας και στους σταθμούς παραγωγής της.

Για τη διασφάλιση της ομαλής λειτουργίας του ηλεκτρικού δικτύου της Κρήτης και την ομαλή παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στους καταναλωτές  θα πρέπει να ληφθούν κατάλληλα μέτρα αντιμετώπισης ανεπιθύμητων καταστάσεων.

Η Ευρωπαϊκή οδηγία 2019/941 σχετικά με τη προετοιμασία για την αντιμετώπιση κινδύνων στον ηλεκτρικό τομέα (on risk preparedness in the electricity sector and repealing directive 2005/89/EC).

Η Ευρωπαϊκή αυτή οδηγία αναφέρει ότι ο ηλεκτρικός τομέας στην Ευρωπαϊκή Ένωση (Ε.Ε.) έχει υποστεί ένα ριζικό μετασχηματισμό όπου περισσότερο αποκεντρωμένες αγορές συνυπάρχουν με περισσότερους παραγωγούς ηλεκτρικής ενέργειας περισσότερες εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με ΑΠΕ και καλύτερα διασυνδεδεμένα ηλεκτρικά συστήματα. Όμως ακόμα και εκεί όπου οι αγορές και τα τεχνολογικά συστήματα λειτουργούν ικανοποιητικά ο κίνδυνος μη ομαλής λειτουργίας των ηλεκτρικών δικτύων δεν είναι αμελητέος και μπορεί να προκύψει λόγω ακραίων καιρικών φαινομένων, φυσικών καταστροφών, κακόβουλων επιθέσεων, πολεμικών συγκρούσεων, σαμποτάζ ή έλλειψης καυσίμων. Τα κράτη-μέλη είναι υπεύθυνα για την ασφαλή παροχή ενέργειας στην επικράτεια τους. Για να περιοριστεί ο κίνδυνος δημιουργίας προβλημάτων στην ομαλή παροχή ηλεκτρικής ενέργειας προτείνεται μια κοινή μεθοδολογία σε όλα τα κράτη-μέλη ούτως ώστε να διασφαλιστεί η ομαλή παροχή ηλεκτρικής ενέργειας Για τη μέτρηση-παρακολούθηση της ασφαλούς παροχής της η Ε.Ε. προτείνει δύο δείκτες μέτρησης:

Α) Τη ζητούμενη ηλεκτρική ενέργεια από τους καταναλωτές την οποία το ηλεκτρικό δίκτυο δεν μπορεί να ικανοποιήσει (σε GWh ανά έτος), και

Β) Το χρόνο κατά τον οποίο το ηλεκτρικό δίκτυο δεν μπορεί να παρέχει τη προσδοκώμενη/ζητούμενη ισχύ (σε ώρες ανά έτος).

Αναφέρεται επίσης ότι τα σχέδια αντιμετώπισης κρίσεων στα ηλεκτρικά δίκτυα μπορεί να είναι περιφερειακά, Εθνικά ή διμερή.

Αντί επιλόγου

Η διασύνδεση του ηλεκτρικού δικτύου της Κρήτης με δίκτυα άλλων περιοχών επιτρέπει την αξιοποίηση του ενδογενούς δυναμικού των ΑΠΕ στο νησί για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς τους περιορισμούς του παρελθόντος. Η ισχύς των καλωδίων ηλεκτρικής διασύνδεσης είναι πολλαπλάσια της εγκατεστημένης σήμερα ηλεκτρικής ισχύος στο νησί που διασφαλίζει την απρόσκοπτη τροφοδοσία των καταναλωτών. Οι αναμενόμενες νέες εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας θα αξιοποιήσουν την ηλιακή και την αιολική ενέργεια με Φ/Β συστήματα καθώς και με παράκτια και υπεράκτια αιολικά πάρκα ενώ θα μειωθεί η χρήση ορυκτών καυσίμων που χρησιμοποιούντο μέχρι σήμερα. Η καταναλισκόμενη σήμερα ηλεκτρική ενέργεια στη Κρήτη αναμένεται να αυξηθεί στο μέλλον καθώς για την επίτευξη μηδενικών καθαρών εκπομπών άνθρακα θα πρέπει να αυξηθεί η χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας στη παραγωγή θερμότητας και στο τομέα των μεταφορών. Ταυτόχρονα θα πρέπει να αυξηθεί σημαντικά η αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας με συσσωρευτές και συστήματα αντλησιοταμίευσης. Για να διασφαλιστεί η ασφαλής παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στους καταναλωτές θα πρέπει να αντιμετωπισθούν τυχόν κίνδυνοι και απειλές στο ηλεκτρικό δίκτυο σύμφωνα με τη πρόσφατη Ευρωπαϊκή οδηγία. 

* κ. Ο Γιάννης Στυλ. Βουρδουμπάς είναι Χημικός Μηχανικός ΕΜΠ, M.Sc., Ph.D.