Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και ο ρόλος της Αιολικής Ενέργειας στην Τοπική και Περιφερειακή Ανάπτυξη.

Transcript

1 Ε ΕΘΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΠΙΚΗΣ ΑΥΤΟΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΜΗΜΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΕΛΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Θέμα: Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και ο ρόλος της Αιολικής Ενέργειας στην Τοπική και Περιφερειακή Ανάπτυξη. ΣΠΟΥΔΑΣΤΡΙΑ: Αντωνάκη Ιωάννα ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ: Σταματίου Ελένη Γ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΣΕΙΡΑ ΑΘΗΝΑ 2010

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα εργασία εκπονήθηκε στο πλαίσιο των τελικών εργασιών, του τμήματος Οικονομικής Διαχείρισης, της Εθνικής Σχολής Τοπικής Αυτό διοίκησης. Αντικείμενό της αποτελεί ο εντοπισμός της αναγκαιότητας της χρήσης των ΑΠΕ και η διερεύνηση της συνεισφοράς των αιολικών πάρκων στην τοπική και περιφερειακή ανάπτυξη. Ιδιαίτερες ευχαριστίες οφείλω στην επιβλέπουσα, κα Σταματίου Ελένη, για την ανάθεση της εργασίας και την καθοδήγησή της καθ όλη της διάρκεια της μελέτης. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τους κυρίους Μπινόπουλο Β., του τμήματος αιολικής ενέργειας, του ΚΑΠΕ, για τη συμβολή του, κατά την εκπόνηση της μελέτης και την πληροφόρηση που μου παρείχε, Μακρή Χ., πρόεδρο της κοινότητας Αγίου Ευστρατίου, για την ενημέρωση σχετικά με τα πεπραγμένα της περιοχής του και τα Οικονομικά Τμήματα των Δήμων Σητείας, Ανάβρας και Αγίου Νικολάου, για την παροχή των απαραίτητων στοιχείων. 1

3 ΠΕΡΙΛΗΨΕΙΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπό της παρούσας εργασίας αποτελεί η διερεύνηση της σχέσης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και ειδικότερα της αιολικής με την τοπική και περιφερειακή ανάπτυξη. Στο πλαίσιο αυτό, παρουσιάζονται οι λόγοι που καθιστούν την ανάπτυξη των ΑΠΕ αναγκαία για την Ελλάδα, συμπεριλαμβανομένων των περιβαλλοντικών προβλημάτων, των δεσμεύσεων που έχει αναλάβει η χώρα μας σε διεθνές και ευρωπαϊκό επίπεδο και του ενεργειακού ζητήματος. Ακολουθεί παρουσίαση της υφιστάμενης κατάστασης των ΑΠΕ στην Ελλάδα, συγκριτικά με την ευρωπαϊκή ένωση, της αιολικής ενέργειας, των σύγχρονων επιτευγμάτων της αιολικής τεχνολογίας και της εγκατεστημένης αιολικής ισχύος, διεθνώς. Στη συνέχεια αναπτύσσεται η καταγεγραμμένη αλληλεπίδραση των αιολικών πάρκων με την τοπική κοινωνία, συμπεριλαμβανομένων των συγκρούσεων που προκύπτουν με τον πληθυσμό των περιοχών εγκατάστασης αλλά και των ωφελειών που προσφέρονται. Τέλος, μέσα από τη μελέτη έξι διεθνών και ελληνικών παραδειγμάτων θετικής συσχέτισης αιολικών εγκαταστάσεων και τοπικής ανάπτυξης, επιχειρείται ο προσδιορισμός του βαθμού κατά τον οποίο η αιολική ενέργεια είναι ικανή να συμβάλλει στην τοπική ανάπτυξη και η εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τις βέλτιστες πρακτικές ευρύτερης αξιοποίησης της αιολικής ενέργειας. 2

4 ABSTRACT The aim of the present study is to examine the relationship between renewable energy sources, focusing on wind energy, and the local and regional development. Within this context, the reasons that make the development of renewable energy sources necessary for Greece, including the environmental problems, commitments of the country at an international or European level and the scarcity of fossil fuels, are presented. The presentation of the present situation regarding renewable energy sources in Greece in comparison with other countries of the European Union, focusing on wind power, follows, along with a discussion of modern wind technology achievements and the installed wind capacity worldwide. Further on, the recorded interaction between wind farms and the local communities is studied, including conflicts arising with the inhabitants of the areas where wind farms are constructed, as well as the resulting benefits. Finally, there is an attempt to determine the extent to which wind power can contribute to the local and regional development, through the study of six international and Greek examples of positive correlations between the construction of wind farms and the local development. Findings and proposals concerning the introduction and utilization of best practices for the wider use of wind power are, a lso, included. 3

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΠΕΡΙΛΗΨΕΙΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ABSTRACT ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Αντικείμενο, σκοπός Έννοιες και ορισμοί Υπόθεση εργασίας Μεθοδολογία Διάρθρωση ΕΝΕΡΓΕΙΑ Εισαγωγή Ορισμοί Μονάδες μέτρησης Πηγές ενέργειας Ορισμός Σύντομη ιστορική αναδρομή Είδη πηγών ενέργειας Συμβατικές πηγές ενέργειας Ορυκτά καύσιμα Πυρηνική ή ατομική ενέργεια Ανανεώσιμες ή ήπιες πηγές ενέργειας Συμπεράσματα Η ΑΝΑΓΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΤΩΝ ΑΠΕ Η επέμβαση του ανθρώπου στο περιβάλλον Το φαινόμενο του θερμοκηπίου

6 Η κλιματική αλλαγή Το παγκόσμιο ενδιαφέρον για την προστασία της φύσης Συνδιάσκεψη του Ρίο «Ατζέντα 21» «Σύμβαση- πλαίσιο για την κλιματική αλλαγή» Πρωτόκολλο του Κιότο Ευρωπαϊκές δεσμεύσεις Οδηγία 96/92/ΕΚ «κοινοί κανόνες για την εσωτερική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας» Οδηγία 2001/77/ΕΚ «προώθηση της ηλεκτρικής ενέργειας, που παράγεται από ΑΠΕ, στην εσωτερική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας» Άλλες Οδηγίες και διατάξεις Το παγκόσμιο ενεργειακό πρόβλημα Συμπεράσματα Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΑΠΕ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Συμμετοχή των ΑΠΕ στα ενεργειακά ισοζύγια Ελλάδας και Ευρωπαϊκής Ένωσης Η ελληνική πραγματικότητα Αιολική ενέργεια Ηλιακή ενέργεια Υδροηλεκτρικά Εξέλιξη ελληνικού θεσμικού πλαισίου ΑΠΕ Ειδικό πλαίσιο χωροταξικού σχεδιασμού και αειφόρου ανάπτυξης για τις ΑΠΕ Επίπεδο ενημέρωσης ελληνικού κοινού σχετικά με τις ΑΠΕ Συμπεράσματα Η ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ Ορισμός Σύντομη ιστορική αναδρομή στη χρήση της αιολικής ενέργειας Ανεμογεννήτριες Η ιστορική εξέλιξη των ανεμογεννητριών ανά τον κόσμο Τα σύγχρονα επιτεύγματα στον τομέα της βελτιστοποίησης των ανεμογεννητριών Μέγεθος ανεμογεννητριών

7 Διαθεσιμότητα ανεμογεννητριών Κόστος παραγωγής αιολικής ενέργειας Είδη ανεμογεννητριών και μέρη που τις απαρτίζουν Ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα Ανεμογεννήτριες κατακόρυφου άξονα Αιολικά πάρκα Χερσαία αιολικά πάρκα (onshore wind farms) Παράκτια αιολικά πάρκα (near shore wind farms) Υπεράκτια αιολικά πάρκα (offshore wind farms) Εγκατεστημένη ισχύς διεθνώς, ΕΕ Εγκατεστημένη ισχύς, Ελλάδα Κατανομή του ελληνικού χώρου σε περιοχές προτεραιότητας και καταλληλότητας Συμπεράσματα ΤΟΠΙΚΗ - ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΚΑΙ ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ, ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Περιφερειακές ανισότητες Περιορισμός των περιφερειακών ανισοτήτων: αναγκαιότητα των σύγχρονων πολιτικών Μέσα περιορισμού των περιφερειακών ανισοτήτων και τοπική ανάπτυξη Συνεισφορά αιολικής ενέργειας στην τοπική ανάπτυξη Περιβαλλοντικά οφέλη Απασχόληση Τοπικά έσοδα Αντισταθμιστικά οφέλη Αντίδραση τοπικής κοινωνίας στην εγκατάσταση αιολικών πάρκων Επίπεδα θορύβου, από την λειτουργία των αιολικών εγκαταστάσεων Ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές ηλεκτρομαγνητικές εκπομπές Σύγκρουση χρήσεων γης Οπτική όχληση και υποβάθμιση του φυσικού τοπίου Μείωση της αξίας της γης στις περιοχές εγκατάστασης αιολικών πάρκων Θανατώσεις πτηνών Συμπεράσματα

8 7. ΜΕΛΕΤΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ Σάμσο, Δανία Γκότλαντ, Σουηδία Σητεία, Κρήτη Ανάβρα, Μαγνησία Άγιος Ευστράτιος, Αιγαίο Ακρωτήρι Αγίου Ιωάννη, Κρήτη Συμπεράσματα ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΩΝ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1: Φέρουσα Ικανότητα (Χωρητικότητα) Περιοχών Αιολικής Προτεραιότητας ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Πρωτογενείς πηγές Βιβλία Άρθρα Διαδικτυακές πηγές Βιβλία Άρθρα Παρουσιάσεις Λοιπά Επικοινωνία

9 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. Αντικείμενο, σκοπός Αντικείμενο της συγκεκριμένης εργασίας αποτελεί, αρχικά, η αιτιολόγηση της αναγκαιότητας ανάπτυξης και χρήσης των ΑΠΕ κι έπειτα, στο πλαίσιο της συνολικότερης συνεισφοράς τους, ο προσδιορισμός της σχέσης αιολικής, συγκεκριμένα, ενέργειας και περιφερειακής και τοπικής ανάπτυξης. Αναφορικά με την προώθηση των ΑΠΕ, επιχειρείται η περιγραφή των παγκόσμιων, περιβαλλοντικών ζητημάτων, που καθιστούν επιτακτική τη χρήση τους, η αναφορά των διεθνών δεσμεύσεων, που έχει αναλάβει η Ελλάδα στον τομέα της προστασίας του περιβάλλοντος, οι οποίες συνεπάγονται την ανάγκη υποστήριξης τεχνολογιών ΑΠΕ και, τέλος, η περιγραφή των υποχρεώσεων, που απορρέουν για τη χώρα μας από το κοινοτικό δίκαιο. Στη συνέχεια, λαμβάνοντας ως δεδομένη την υποχρέωση ανάπτυξης των ΑΠΕ αλλά και τη συνεισφορά τους στον τομέα της προστασίας του περιβάλλοντος, επιχειρείται ο προσδιορισμός των επιπλέον ωφελειών, που μπορούν να προκύψουν, από τη χρήση της αιολικής ενέργειας, για τους τομείς της περιφερειακής και τοπικής ανάπτυξης. Στο πλαίσιο αυτό, αναπτύσσονται παραδείγματα επιτυχημένης συσχέτισης αιολικών εφαρμογών και τοπικής ανάπτυξης, προκειμένου να διευκρινιστούν οι συνθήκες, υπό τις οποίες είναι δυνατόν να επέλθει τοπική ανάπτυξη στη βάση της εγκατάστασης αιολικών πάρκων σε μια περιοχή. Σκοπό της διαδικασίας αυτής αποτελεί ο εντοπισμός καλών πρακτικών στον τομέα της ευρύτερης αξιοποίησης της αιολικής ενέργειας προς επίτευξη τοπικής ανάπτυξης, προκειμένου αυτές να αποτελέσουν παράδειγμα προς μίμηση των επερχόμενων αιολικών επενδύσεων, που αναμένονται, ως απόρροια των δεσμεύσεων της Ελλάδας Έννοιες και ορισμοί Οι βασικές έννοιες που μετέχουν στην εν λόγω ανάλυση είναι οι έννοιες των ΑΠΕ, της περιφερειακής ανάπτυξης και της τοπικής ανάπτυξης. Ως ΑΠΕ νοούνται οι μη ορυκτές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η αιολική, η ηλιακή, η ενέργεια κυμάτων, η παλιρροϊκή, η βιομάζα, τα αέρια που εκλύονται από χώρους υγειονομικής ταφής και εγκαταστάσεις βιολογικού καθαρισμού, τα βιοαέρια, η γεωθερμική 8

10 και η υδραυλική, που αξιοποιείται από υδροηλεκτρικούς σταθμούς. (Ν.3468/2006, αρθ.2, 2, 19-22) Ως περιφερειακή ανάπτυξη λαμβάνεται η έννοια της ισόρροπης χωρικής κατανομής αναπτυξιακών δεικτών, όπως το κατά κεφαλήν εισόδημα και ο ρυθμός αύξησής του, τα ποσοστά ανεργίας, η σύνθεση του εργατικού δυναμικού, η προσέλκυση εξωτερικών επενδυτικών κεφαλαίων, η ενδογενής επιχειρηματικότητα και το επίπεδο ανάπτυξης των δικτύων, σε επίπεδο περιφέρειας. Η έννοια της τοπικής ανάπτυξης, στην παρούσα ανάλυση, χρησιμοποιείται και ως μέσο ενίσχυσης της περιφερειακής ανάπτυξης, στη βάση ενδογενών αξόνων στήριξης, όπως η ανεξαρτησία των οικονομικών και επενδυτικών δραστηριοτήτων από εξωτερικούς παράγοντες και ενισχύσεις, η έμφαση στην τοπική επιχειρηματικότητα και την προσέλκυση επενδυτικών κεφαλαίων για την αξιοποίηση των ενδογενών πόρων, η προώθηση καινοτομιών και διαφοροποίησης της παραγωγής, προκειμένου να καταστεί η περιφέρεια ανθεκτική στις διακυμάνσεις της ζήτησης κ.α Υπόθεση εργασίας Η υπόθεση εργασίας που μελετάται είναι η συσχέτιση μεταξύ εγκατάστασης ΑΠΕ και ειδικότερα αιολικών πάρκων και επίτευξης ενδογενούς, τοπικής και κατ επέκταση περιφερειακής ανάπτυξης. Επιχειρείται να αξιολογηθεί η συνεισφορά των αιολικών πάρκων σε συνολικότερες αναπτυξιακές διαδικασίες και ο βαθμός, κατά τον οποίο αυτά ενισχύουν την ενδογενή ανάπτυξη των περιοχών εγκατάστασης Μεθοδολογία Η μεθοδολογία, που χρησιμοποιήθηκε, για το σκοπό αυτό ήταν, αρχικά, η συλλογή δεδομένων από βιβλιογραφικές πηγές, ελληνικές και διεθνείς, συνεδριακά συγγράμματα και διαδικτυακούς ιστοτόπους. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε μελέτη των εκδόσεων διεθνών οργανισμών, που δραστηριοποιούνται τόσο στον τομέα των ΑΠΕ, γε νικά, όσο και στον τομέα της αιολικής ενέργειας, ειδικότερα. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκαν επισκέψεις στο Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και ανταλλαγή απόψεων με τους υπαλλήλους του τμήματος αιολικής ενέργειας. Ακολούθησε η μελέτη του ελληνικού θεσμικού πλαισίου και των δεσμεύσεων, που έχει αναλάβει η χώρα μας, σε ευρωπαϊκό και διεθνές επίπεδο. Τέλος, πραγματοποιήθηκαν μελέτες περιπτώσεων της Ελλάδας και του εξωτερικού, σε συνδυασμό με συνομιλίες με τους αρμόδιους, σε κάθε περίπτωση, τοπικούς φορείς. 9

11 1.5. Διάρθρωση Η μελέτη διακρίνεται σε τέσσερα μέρη. Στο πρώτο μέρος, γίνεται μια περιγραφή του όρου «ενέργεια» και των πηγών ενέργειας, συμβατικών και ανανεώσιμων, που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη εποχή(κεφάλαιο 2). Στο δεύτερο μέρος, αναπτύσσονται οι λόγοι, για τους οποίους επιβάλλεται η χρήση των ΑΠΕ στην Ελλάδα, συμπεριλαμβανομένων των περιβαλλοντικών προβλημάτων, που καθιστούν τη χρήση τους επιτακτική και των δεσμεύσεων, που απορρέουν για τη χώρα μας, από τις διεθνείς συνθήκες, που έχει προσυπογράψει και το κοινοτικό δίκαιο(κεφάλαιο 3). Στη συνέχεια, περιγράφεται η εξέλιξη των ΑΠΕ στη Ελλάδα. Αναπτύσσεται η διείσδυσή τους στο ενεργειακό ισοζύγιο, συγκριτικά με το σύνολο της ΕΕ και, σύντομα, η υφιστάμενη κατάσταση των περισσότερο διαδεδομένων ΑΠΕ στη χώρα μας. Ακολουθεί η περιγραφή της εξέλιξης του ελληνικού θεσμικού πλαισίου και του ειδικού χωροταξικού για τις ΑΠΕ. Επίσης, γίνεται αναφορά στο επίπεδο ενημέρωσης του ελληνικού κοινού και τη σημασία αυτού στην αποδοχή των νέων εγκαταστάσεων.(κεφάλαιο 4) Στο τρίτο μέρος, πραγματοποιείται περιγραφή της αιολικής ενέργειας, των τεχνολογιών που την αφορούν και των ειδών των αιολικών πάρκων. Ακολουθεί αναφορά στην υφιστάμενη εγκατεστημένη αιολική ισχύ, διεθνώς, στην ΕΕ και την Ελλάδα, καθώς και στην κατανομή του ελληνικού χώρου σε περιοχές με βάση της καταλληλότητα τους.(κεφάλαιο 5) Στο τέταρτο μέρος, αναπτύσσεται η έννοια των περιφερειακών ανισοτήτων και οι δυνατοί τρόποι αντιμετώπισής τους. Ακολουθεί η οριοθέτηση του όρου τοπική ανάπτυξη, ως μέσου επίτευξης ενδογενούς ανάπτυξης και περιορισμού των περιφερειακών ανισοτήτων. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται βιβλιογραφική προσέγγιση της συνεισφοράς της αιολικής ενέργειας στην τοπική ανάπτυξη και των προσχωμάτων, που δημιουργεί η τοπική κοινωνία στην περαιτέρω ανάπτυξη των αιολικών πάρκων.(κεφάλαιο 6) Τέλος, παρατίθενται έξι μελέτες περίπτωσης, που επελέγην ως πραγματικά παραδείγματα θετικής συσχέτισης μεταξύ αιολικών εγκαταστάσεων και τοπικής ανάπτυξης. Στο πλαίσιο αυτό, περιγράφεται η συνεισφορά, σε κάθε περίπτωση, της αιολικής ενέργειας, τα πιθανά κίνητρα που συνέβαλαν στην ανάπτυξή της και οι προϋποθέσεις υπό τις οποίες, εν τέλει, επήλθε η τοπική ανάπτυξη.(κεφάλαιο 7) 10

12 2. ΕΝΕΡΓΕΙΑ 2.1. Εισαγωγή Η ενέργεια, άμεσα συνδεδεμένη με την εξελικτική πορεία της ανθρωπότητας, αποτέλεσε το έναυσμα της προόδου, των επιτευγμάτων, της παραγωγής και της τεχνολογίας. Ωστόσο, όπως πρόσφατα αποδεικνύεται, η πρόσβαση στην ενέργεια αποτέλεσε, ακόμα, έναυσμα για τη δημιουργία ανισοτήτων και συγκριτικής υπανάπτυξης. Τέλος, φαίνεται να συνιστά τον φυσικό περιορισμό στην περεταίρω εξέλιξη του ανθρώπου, ακόμα και στην ίδια την επιβίωσή του. Στη σύγχρονη εποχή, απαραίτητη προϋπόθεση για την πραγματοποίηση του συνόλου των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων αποτελεί η δέσμευση, παραγωγή, κατανάλωση, μετατροπή, αποθήκευση ή υποβάθμιση ποσοτήτων ενέργειας. ( τελευταία επίσκεψη 3/04/10) 2.2. Ορισμοί Ο όρος ενέργεια χρησιμοποιείται με ποικίλες έννοιες, καθιστώντας απαραίτητη την αποσαφήνισή τους. Σύμφωνα με τη φυσική επιστήμη, ενέργεια ορίζεται το ποσό του έργου που απαιτείται, προκειμένου ένα σύστημα να μεταβεί από αρχική κατάσταση σε τελική. Ο όρος χρησιμοποιείται, ακόμα, με τις εξής έννοιες. Αρχικά, πρωτογενής ενέργεια ορίζεται η ενέργεια, με τη μορφή που αυτή πρωτίστως εντοπίζεται στη φύση. Είδη πρωτογενούς ενέργειας αποτελούν ο άνθρακας, το αργό πετρέλαιο, το φυσικό αέριο, το ηλιακό φως και ο άνεμος, με κοινό χαρακτηριστικό τον περιορισμένο βαθμό κατά τον οποίο μπορούν να αξιοποιηθούν από τον άνθρωπο. Ακολουθεί η τελική ενέργεια, που προκύπτει από τη συλλογή και επεξεργασία της πρωτογενούς και η χρήση της δύναται να εξυπηρετήσει τις ανθρώπινες ανάγκες. Τέτοια μπορεί να χαρακτηρισθεί ο ηλεκτρισμός και η βενζίνη. Τέλος, με την παρέμβαση κατάλληλων συσκευών, όπως λαμπτήρων, κλιματιστικών, μέσων μεταφοράς και άλλων, η τελική ενέργεια μετατρέπεται σε χρήσιμη ενέργεια, η οποία ικανοποιεί τις ανθρώπινες ανάγκες. Το σύνολο των δραστηριοτήτων, που απαιτούνται για τη μετατροπή της πρωτογενούς ενέργειας σε χρήσιμη, αποτελούν το ενεργειακό σύστημα. Η ενέργεια, εκ φύσεως, παρατηρείται με αρκετές, διαφορετικές μεταξύ τους μορφές. Ορισμένες εκ των συνηθέστερων αποτελούν η κινητική, θερμική και ηλεκτρική, ενώ λιγότερο κοινές μορφές είναι η χημική, δυναμική και πυρηνική. ( ) 11

13 2.3. Μονάδες μέτρησης Βάσει του διεθνούς συστήματος μετρικών μονάδων (SI), μονάδα μέτρησης της ενέργειας αποτελεί το Joule, ενώ ως ρυθμός μεταβολής της ενέργειας ορίζεται η ισχύς, με μονάδα μέτρησης το Watt. Τέλος, κιλοβατώρα (KWh) ορίζεται η ενέργεια που καταναλώνεται από μηχανή ισχύος 1 KW, σε πλήρη λειτουργία, για διάστημα μίας ώρας. ( ( Πηγές ενέργειας Ορισμός Ο όρος πηγές ενέργειας, σκόπιμο κρίνεται να επισημανθεί ότι, βάσει του πρώτου θερμοδυναμικού αξιώματος, κρίνεται αδόκιμος. Σύμφωνα με την αρχή διατήρησης της ενέργειας, η συνολική ενέργεια που περικλείεται εντός συστήματος, παραμένει σταθερή, διατηρώντας, όμως, τη δυνατότητα μετατροπής μέρους αυτής σε διαφορετική μορφή. Συνεπώς, ο όρος πηγή ενέργειας δεν υποδηλώνει την παραγωγή ενέργειας εκ του μηδενός, αλλά περιγράφει τη δυνατότητα δέσμευσης και επεξεργασίας ποσού πρωτογενούς ενέργειας, προκειμένου να μετατραπεί σε τελική. ( Σύντομη ιστορική αναδρομή Οι πρώτες πηγές ενέργειας, που φαίνεται να αξιοποιήθηκαν από τον άνθρωπο, περιορίζονται στο νερό, τον άνεμο και το ξύλο. Οι πηγές αυτές κάλυπταν τις ενεργειακές ανάγκες της ανθρωπότητας έως και τα τέλη του 18 ου αιώνα, οπότε και ήρθε στο προσκήνιο ο υπεύθυνος για τη βιομηχανική επανάσταση, γαιάνθρακας. Στο πρώτο μισό του 19 ου αιώνα, ανακαλύπτεται το αέριο, που υποκαθιστά εν μέρει το γαιάνθρακα, ενώ μόλις το 1920, η χρήση του ήδη από το 1859 γνωστού, πετρελαίου, καθίσταται εφικτή, με την βελτιστοποίηση της μηχανής εσωτερικής καύσης. ( 15/04/10) Έκτοτε, η δομή της βιομηχανίας και η στροφή της προς την ανεξέλεγκτη κατανάλωση ενεργειακών πόρων και η γενικότερη εξάρτησή της ανθρωπότητας από δράσεις ενεργειακής κατανάλωσης, συντελούν στην εμφάνιση φαινομένων στενότητας των ενεργειακών πόρων, με σημαντικές επιπτώσεις στην κοστολόγησή τους. Παράλληλα, οι συνέπειες της αλόγιστης 12

14 κατανάλωσης ενέργειας στο φυσικό περιβάλλον διαφαίνονται όλο και εντονότερα, συντελώντας στην ωρίμανση της ιδέας της εξασφάλισης της απαραίτητης για τον άνθρωπο ενέργειας, από εναλλακτικές πηγές, ανεξάντλητες και φιλικές προς το περιβάλλον. Κατ αυτόν τον τρόπο, την δεκαετία του 70, ανακινείται το ενδιαφέρον για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, που διατηρείται αμείωτο έως και σήμερα.( Είδη πηγών ενέργειας Οι γνωστές στο σύγχρονο κόσμο πηγές ενέργειας, όσον αφορά το ενεργειακό τους δυναμικό, δηλαδή το απόθεμα ενέργειας που περικλείουν, διακρίνονται σε συμβατικές ή μη ανανεώσιμες πηγές και ανανεώσιμες ή ήπιες Συμβατικές πηγές ενέργειας Συμβατικές πηγές ενέργειας αποκαλούνται εκείνες, οι οποίες είτε είναι αδύνατον να ανανεωθούν είτε η επαναδημιουργία τους, μέσω φυσικών διεργασιών, προϋποθέτει το πέρας χρονικού διαστήματος, μακράν μεγαλύτερου αυτού, που για τα ανθρώπινα δεδομένα, θεωρείται ως εύλογο. Οι συμβατικές πηγές, ανάλογα με τη μορφή τους διακρίνονται σε : ( ) Ορυκτά καύσιμα Στερεά καύσιμα ή γαιάνθρακες. Πρόκειται για οργανικά ιζήματα, προερχόμενα από τη μακρά διεργασία ενανθράκωσης φυτικών υπολειμμάτων, η οποία, με τη συμβολή της πιέσεως, της θερμοκρασίας και του χρόνου, συνετέλεσε στον εμπλουτισμό τους σε άνθρακα. Οι γαιάνθρακες κατατάσσονται σε κατηγορίες, ανάλογα με τη θερμογόνο δύναμή τους, 1 η οποία αυξάνεται ανάλογα με την περιεκτικότητα σε άνθρακα και αντιστρόφως ανάλογα με την περιεκτικότητα σε υδρογόνο και οξυγόνο. Οι γαιάνθρακες, με αύξουσα σειρά θερμογόνου δύναμής τους, διακρίνονται σε τύρφη, λιγνίτες, υποπισσούχους γαιάνθρακες, πισσούχους γαιάνθρακες και ανθρακίτη.( Υγρά καύσιμα. Αντιπροσωπευτικότερο παράδειγμα υγρού καυσίμου αποτελεί το πετρέλαιο, αποτέλεσμα μακροχρόνιας διεργασίας, απουσία αέρα, ζωικών και φυτικών μικροοργανισμών, εγκλωβισμένων εντός των κοιλοτήτων του υπεδάφους. Αέρια καύσιμα, με κυριότερους εκπροσώπους το υγραέριο και φυσικό αέριο. Το τελευταίο συνιστά μείγμα υδρογονανθράκων, με κύριο συστατικό το μεθάνιο και σε 1 Θερμογόνος δύναμη ορίζεται η θερμότητα που παράγεται από την καύση μίας μονάδας καυσίμου. 13

15 μικρότερες αναλογίες το προπάνιο, βουτάνιο και διοξείδιο του άνθρακα. Εντοπίζεται σε υπόγειες κοιλότητες, όπου δημιουργείται, από μετασχηματισμό υδρόβιων μικροοργανισμών, υπό την επίδραση συνθηκών υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης, μόνο του ή σε συνδυασμό με πετρέλαιο. ( Πυρηνική ή ατομική ενέργεια Πρόκειται για τη δυναμική ενέργεια, που βρίσκεται εγκλεισμένη στους πυρήνες των ατόμων, εξαιτίας της αλληλεπίδρασης των σωματιδίων που τον συνιστούν. Απελευθερώνεται κατά το μετασχηματισμό των πυρήνων (σχάση ή σύντηξη). Όταν η διαδικασία πραγματοποιείται υπό ελεγχόμενες συνθήκες, παράγει σημαντικά ποσά αξιοποιήσιμης ενέργειας. Το στοιχείο που κυρίως χρησιμοποιείται είναι το ουράνιο, ενώ σπανιότερα το πλουτώνιο και θόριο.( Ανανεώσιμες ή ήπιες πηγές ενέργειας Ανανεώσιμες ή ήπιες πηγές ενέργειας αποκαλούνται οι εναλλακτικές των παραδοσιακών, συμβατικών πηγών. Οι μορφές αυτές εκμεταλλεύσιμης ενέργειας προέρχονται από φυσικές διαδικασίες, όπως ο άνεμος και η κυκλοφορία του νερού. Η ηπιότητά εξασφαλίζεται από δύο βασικά χαρακτηριστικά τους. Αρχικά, από το γεγονός ότι η εκμετάλλευσή τους δεν προϋποθέτει κάποιου είδους ενεργητική παρέμβαση στη φύση, όπως καύση ή εξόρυξη, αλλά προκύπτει από αξιοποίηση της ήδη υπάρχουσας ροής ενέργειας στο περιβάλλον κι έπειτα, από το γεγονός της μη εκλύσεως στο περιβάλλον επιβλαβών, ρυπογόνων ουσιών 2 από την εκμετάλλευσή τους. ( ( Προκειμένου να χαρακτηριστεί μια ανανεώσιμη πηγή αξιοποιήσιμη, πρέπει να συντρέχουν οι εξής προϋποθέσεις. Αρχικά, θεωρείται απαραίτητο, στην πηγή, να παράγεται ή να περικλείεται άφθονη, διαρκώς ανατροφοδοτούμενη ποσότητα ενέργειας 3. Επιπλέον, προϋπόθεση αποτελεί, η προσβασιμότητα της πηγής να είναι τέτοια, ώστε να καθίσταται δυνατή η δέσμευση, αποθήκευση και, σε κάποιες περιπτώσεις, μεταφορά της παραγόμενης ενέργειας. Τέλος, απαραίτητη είναι η ύπαρξη κατάλληλης τεχνολογίας, που θα παρέχει τη 2 Τέτοιες μπορούν να είναι το διοξείδιο του άνθρακα, οι υδρογονάνθρακες, τα τοξικά ή ραδιενεργά απόβλητα και πλήθος άλλων. 3 Κύρια πηγή ανατροφοδότησης των ανανεώσιμων πηγών αποτελεί ο ήλιος. 14

16 δυνατότητα δέσμευσης και μετατροπής της εν λόγω ενέργειας σε μορφή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον άνθρωπο.(καπε,2006) Παρακάτω αναφέρονται τα είδη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, που προκύπτουν από την Οδηγία της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τις ενεργειακές χρήσεις από ΑΠΕ, που υιοθετήθηκε από το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο και το Συμβούλιο, το Δεκέμβριο του Αιολική ενέργεια. Πρόκειται για την κινητική ενέργεια, που περικλείει ο άνεμος, κατά τη μεταφορά των αέριων μαζών και χρησιμοποιείται, κυρίως, για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ηλιακή ενέργεια. Πρόκειται για την ενέργεια που καταφθάνει στη γη με μορφή ηλιακής ακτινοβολίας και εν πολλοίς, είναι υπεύθυνη για τη ζωή πάνω στη γη και την κίνηση των φυσικών φαινομένων. Απομονωμένη από τα φαινόμενα που προκαλεί, αξιοποιείται από τον άνθρωπο με ποικίλους τρόπους. Ορισμένοι από αυτούς είναι τα θερμικά ηλιακά συστήματα, που δεσμεύουν την ηλιακή ενέργεια και την αξιοποιούν υπό μορφή θερμότητας, για οικιακές ή βιομηχανικές χρήσεις και ηλεκτροπαραγωγή κι έπειτα, τα φωτοβολταικά συστήματα, που αξιοποιούν την προσπίπτουσα, στη γη, ακτινοβολία για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.(καπε,2006) Γεωθερμική ενέργεια. Πρόκειται για τη θερμική ενέργεια, που βρίσκεται αποθηκευμένη κάτω από τη στερεή επιφάνεια της γης. Οι κυριότερες χρήσεις της εντοπίζονται στη θέρμανση θερμοκηπίων, υδατοκαλλιεργειών, οικισμών, τη θερμική αφαλάτωση θαλασσινού νερού, την παραγωγή ηλεκτρισμού και άλλες. Αεροθερμική ενέργεια, δηλαδή, ενέργεια, που βρίσκεται αποθηκευμένη στον αέρα με τη μορφή θερμότητας. Υδροθερμική ενέργεια, δηλαδή, ενέργεια που βρίσκεται αποθηκευμένη, υπό μορφή θερμότητας, στα επιφανειακά ύδατα. Ενέργεια των ωκεανών Κυματική ενέργεια. Πρόκειται για την κινητική ενέργεια των κυμάτων, που χρησιμοποιείται, κυρίως, για ηλεκτροπαραγωγή με ποικίλες μεθόδους. Ορισμένες είναι η διοχέτευση των υδάτινων μαζών των κυμάτων σε δεξαμενή και αξιοποίησή τους με τρόπο παρόμοιο με τα υδροηλεκτρικά, η εκμετάλλευση της κινητικής ενέργειας του νερού κατά την είσοδο και έξοδο των κυμάτων σε σταθερές κατασκευές των ακτών, εξοπλισμένες με τουρμπίνες, η χρήση υποθαλάσσιων τουρμπινών που αξιοποιούν τα ωκεάνια ρεύματα και πιο σύγχρονες τεχνολογίες, όπως το Anaconda, που αξιοποιεί τις διακυμάνσεις της πίεσης που προκύπτουν από την κίνηση των κυμάτων. 15

17 ( ( %20ENERGEIA%20KYMMATWN/03 Lemonis KYMATIKH%20ENERGEIA%20.pdf,08/04/10), ( Παλιρροιακή ενέργεια. Προκύπτει από τη διαφορά στη στάθμη της θάλασσας μεταξύ άμπωτης και πλημμυρίδας και αξιοποιείται για ηλεκτροπαραγωγή με τεχνολογία παρόμοια με των υδροηλεκτρικών σταθμών. Φράγματα, εξοπλισμένα με τουρμπίνες, μετατρέπουν την κινητική ενέργεια, κατά την είσοδο(πλημμυρίδα) και έξοδο(άμπωτη) του νερού, σε ηλεκτρική. Τελευταία, μελετώνται εναλλακτικοί τρόποι εκμετάλλευσής της, με επικρατέστερο την αξιοποίηση της κινητικής ενέργειας του νερού από μηχανές παρόμοιας τεχνολογίας με των ανεμογεννητριών, προκειμένου να αποφευχθεί η κατασκευή επιβλαβών φραγμάτων.(καπε,2006) Θερμική. Πρόκειται για τεχνολογίες εκμετάλλευσης της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ νερού της επιφάνειας και του πυθμένα. Υδροηλεκτρική ενέργεια. Πρόκειται για τη δυναμική ενέργεια, που περικλείει το νερό, κατά τη διαδικασία του κύκλου του και μετατρέπεται σε κινητική, κατά τη μετακίνησή του σε χαμηλότερα υψομετρικά επίπεδα. Η ενέργεια αυτή δεσμεύεται, με κατάλληλα υδροηλεκτρικά έργα και χρησιμοποιείται για ηλεκτροπαραγωγή, εξυπηρετώντας ταυτόχρονα κι άλλες ανάγκες, όπως ύδρευση, άρδευση, ανακοπή χειμάρρων κ.α.(καπε,2006) Ενέργεια από βιομάζα. Πρόκειται για μορφή της ηλιακής ενέργειας, που δεσμεύεται στη βιομάζα, με τη φωτοσύνθεση. Βιομάζα αποτελεί η ύλη οργανικής προέλευσης, με συνηθέστερες εκμεταλλεύσιμες μορφές τα απόβλητα και κατάλοιπα βιολογικής προέλευσης από τη γεωργία(φυτικά και ζωικά), τη δασοκομία, τη βιομηχανία και τις οικιακές χρήσεις. Κυριότεροι τρόποι αξιοποίησής της είναι η ψύξη ή θέρμανση κτηρίων, η ηλεκτροπαραγωγή και η παραγωγή καυσίμων, μέσω θερμοχημικών ή βιοχημικών διαδικασιών.(πίππος,2009) Ενέργεια βιοαερίων, που προκύπτουν με θερμοχημική μετατροπή βιομάζας, με βασικό εκπρόσωπο το βιοέλαιο, ικανό να υποκαταστήσει το πετρέλαιο, χωρίς, ωστόσο, να διαθέτει την ίδια θερμογόνο δύναμη. Ενέργεια βιορευστών, που παράγονται από βιοχημική μετατροπή βιομάζας, με κύριο εκπρόσωπο τη βιοαιθανόλη, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο οχημάτων. 16

18 Ενέργεια βιοκαυσίμων για χρήση στον τομέα των μεταφορών. Πρόκειται για καύσιμα, που παράγονται με τρόπους όμοιους με τους παραπάνω, πληρώντας, όμως, τις προϋποθέσεις, ώστε να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμα οχημάτων.(καπε,2006) Ενέργεια από αέρια, εκλυόμενα στους χώρους υγειονομικής ταφής. Ενέργεια από αέρια των μονάδων επεξεργασίας λυμάτων Συμπεράσματα Η ενέργεια, είναι γεγονός ότι, ανέκαθεν, υπήρξε χρήσιμη για τον άνθρωπο, ωστόσο από τη βιομηχανική επανάσταση κι έπειτα, έχει μια ξεκινήσει μια ανεξέλεγκτη πορεία εισχώρησής της στην κάθε πτυχή της καθημερινότητάς του, ανάγοντάς την σε προϋπόθεση απαραίτητη για την επιβίωσή του. Ιδιαίτερα, δε, κατά τη σύγχρονη εποχή, ελάχιστες ανθρώπινες δραστηριότητες παραμένουν ανεξάρτητες από την κατανάλωση ενέργειας, με την μια ή την άλλη μορφή, ενώ το υψηλό επίπεδο παρεχόμενων υπηρεσιών, που προσφέρουν οι σύγχρονες κοινωνίες στα μέλη τους, εξαρτάται στο σύνολό του από την ενέργεια, και κατά κύριο λόγο, από τον ηλεκτρισμό. Το γεγονός αυτό, όπως ήταν αναμενόμενο, έχει εκτοξεύσει την καταναλισκόμενη ενέργεια σε μεγέθη, που φάνταζαν αδιανόητα κατά το παρελθόν, τοποθετώντας της ενεργειακή πολιτική στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος, διεθνώς.(καρλής, 2008). 3. Η ΑΝΑΓΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΤΩΝ ΑΠΕ 3.1. Η επέμβαση του ανθρώπου στο περιβάλλον Τα αποτελέσματα της ανεξέλεγκτης προσπάθειας του ανθρώπου να επέμβει στη φύση, δαμάζοντάς την και αξιοποιώντας τους, για χρόνια θεωρούμενους, ανεξάντλητους πόρους της δεν άργησαν να γίνουν εμφανή. Η κατασπατάλησης της φυσικής κληρονομιάς, έχοντας τις απαρχές της στην βιομηχανική επανάσταση και την ανακάλυψη τρόπων αξιοποίησης του ορυκτού πλούτου, σε συνδυασμό με μια σειρά άλλων παραγόντων, όπως η τεχνολογική εξέλιξη, η εντατικοποίηση της παραγωγής, η άνοδος του βιοτικού επιπέδου, η καταναλωτική τάση, συνετέλεσαν στην εμφάνιση πληθώρας προβλημάτων, παγκόσμιας, περιφερειακής, αλλά και τοπικής κλίμακας και αγνώστου έκτασης και σημασίας. Σε τοπικό επίπεδο συνήθη είναι τα ζητήματα της φωτοχημικής ομίχλης, της ρύπανσης των υπόγειων υδάτων, της συγκέντρωσης ραδιονουκλεïδίων, της διαχείρισης των αποβλήτων, ενώ σε περιφερειακό επίπεδο ο άνθρωπος έρχεται αντιμέτωπος, μεταξύ άλλων, με τα ζητήματα της αλλαγής της χημείας των επιφανειακών υδάτων, της υποβάθμισης του εδάφους, της 17

19 όξινης βροχής. Κυριότερα προβλήματα παγκοσμίου επιπέδου, είναι η καταστροφή της βιοποικιλότητας, η εξασθένιση του στρώματος του όζοντος και τα άμεσα συνδεδεμένα με την ενεργειακή κατανάλωση ζητήματα του φαινομένου του θερμοκηπίου και της συνακόλουθης κλιματικής αλλαγής (Καρβούνης, 2003) Το φαινόμενο του θερμοκηπίου Το φαινόμενο του θερμοκηπίου, γνωστό από τις αρχές του 19 ου αιώνα 4, αποτελεί φυσική διεργασία της ατμόσφαιρας, στην οποία οφείλεται η διατήρηση επιπέδων θερμοκρασίας ικανών να επιτρέψουν την ύπαρξη ζωής στη γη. Από την ηλιακή ακτινοβολία, που καταφθάνει στη γήινη ατμόσφαιρα, ένα μέρος ανακλάται πίσω στο διάστημα(30%). Το εναπομείναν 70% απορροφάται από την ατμόσφαιρα(32%), τα νέφη(3%), την επιφάνεια της γης και των ωκεανών(51%). Παράλληλα, η γη, λόγω της θέρμανσης που υφίσταται, εκπέμπει ακτινοβολία προς την ατμόσφαιρα. Λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας της γης, σε σχέση με τον ήλιο, το μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας αυτής έχει υπεριώδη μορφή. Η ατμόσφαιρα, εξαιτίας της αδιαφάνειάς της σε αυτά τα μήκη κύματος, απορροφά περισσότερο από 70% της υπεριώδους ακτινοβολίας, η οποία ενισχύει την εσωτερική παλμική και περιστροφική ενέργεια των μορίων της ατμόσφαιρας, προσδίδοντάς τους κινητική ενέργεια, που με της σειρά της, λόγω των συγκρούσεων και της τριβής μεταξύ των μορίων μετατρέπεται σε θερμική. Κατ αυτόν τον τρόπο, επιτυγχάνεται η θέρμανση του γήινου περιβάλλοντος και η διατήρηση μέσης θερμοκρασίας της τάξεως των +15 ο C. ( ( ( 4 Η πρώτη περιγραφή του φαινομένου του θερμοκηπίου πραγματοποιήθηκε από το Γάλλο μαθηματικό, αστρολόγο και φυσικό, Ζοζέφ Φουριέ, το

20 Εικόνα 1:συγκέντρωση CO2 στην ατμόσφαιρα Πηγή:An introduction to simple climate models used in the IPCC second assessment report, σελ.20/47 Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, παρατηρούνται αυξημένες συγκεντρώσεις των αερίων, που ευθύνονται για την απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας της γης, γεγονός που έχει, εν πολλοίς, συνδεθεί με την αύξηση της μέσης θερμοκρασίας της. Τα αέρια αυτά, γνωστά ως αέρια του θερμοκηπίου(ατθ), είναι το μεθάνιο(ch 4 ), όζον(o 3 ), υποξείδιο του αζώτου(n 2 O), χλωροφθοράνθρακες(cfc's), φθοριωμένοι υδρογονάνθρακες(hfcs), υπερφθοράνθρακες (PFCs) και διοξείδιο του άνθρακα(co 2 ). Πέραν των χλωροφθορανθράκων, που οφείλονται εξολοκλήρου στην ανθρώπινη δραστηριότητα, τα λοιπά ΑΤΘ αποτελούν αναπόσπαστο συστατικό της ατμόσφαιρας, ενώ με την ανθρώπινη παρέμβαση σχετίζεται η αύξηση των συγκεντρώσεών τους. Αμεσότερα συνδεδεμένα με την παραγωγή ενέργειας θεωρούνται το CO 2, που εκλύεται κατά την καύση συμβατικών καυσίμων και το O 3, που σχετίζεται με τους ρύπους των οχημάτων.( Η κλιματική αλλαγή Ο όρος παγκόσμιο κλίμα χρησιμοποιείται για να περιγράψει τις πρότυπες, κοινές, μετεωρολογικές συνθήκες, που επικρατούν για μακρά χρονική περίοδο 5. Παρότι το παγκόσμιο κλίμα παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις ανά τους αιώνες, ανησυχητική χαρακτηρίζεται η ταχύτατη τάση μεταβολής των καιρικών συνθηκών, των τελευταίων χρόνων. Πρώτη ανησυχητική ένδειξη αποτέλεσε η αύξηση της μέσης θερμοκρασίας της γης, τον τελευταίο αιώνα, κατά περίπου 0,5 ο C.( 5 Στοιχεία του παγκόσμιου κλίματος είναι η μέση θερμοκρασία της γης, τα μέσα επίπεδα βροχόπτωσης, η μέση ταχύτητα ανέμου κ.α. 19