ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ Υ ΑΤΙΝΩΝ ΠΟΡΩΝ ΣΤΑ ΝΗΣΙΑ ΤΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ: ΣΥΝΘΕΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΛΥΣΕΩΝ. teipir.gr

Transcript

1 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ Υ ΑΤΙΝΩΝ ΠΟΡΩΝ ΣΤΑ ΝΗΣΙΑ ΤΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ: ΣΥΝΘΕΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΛΥΣΕΩΝ Ιωάννης Κ. Καλδέλλης 1, Αιµιλία Κονδύλη 2 και Γεώργιος Κορµπάκης 1 1 Εργαστήριο Ήπιων Μορφών Ενέργειας & Προστασίας Περιβάλλοντος, ΤΕΙ Πειραιά 2 Τµήµα Μηχανολογίας, ΤΕΙ Πειραιά jkald@ teipir.gr Περίληψη Η περιοχή του Κεντρικού και Νότιου Αιγαίου χαρακτηρίζεται σαν µια από τις πλέον άνυδρες περιοχές της χώρας µας. Σαν αποτέλεσµα του προβλήµατος αυτού, για αρκετά από τα µικρά νησιά του Αιγαίου καταγράφεται σηµαντική εισαγωγή πόσιµου νερού. Αντίστοιχα, σε µεγαλύτερα νησιά της περιοχής κατασκευάζεται και λειτουργεί ικανός αριθµός λιµνοδεξαµενών και φραγµάτων για τη συλλογή όµβριων υδάτων. Πρόσφατα τέλος εκδηλώθηκε έντονο ενδιαφέρον για δηµιουργία υδάτινων ταµιευτήρων µε στόχο την αποταµίευση ενέργειας τις περιόδους χαµηλής ζήτησης υπό µορφή υδάτινων αποθεµάτων και διάθεσή της κατά τις ώρες αιχµής. Η καταλληλότητα της κάθε λύσης εξασφάλισης επάρκειας νερού εξαρτάται από την ιδιαιτερότητα του κάθε νησιού και βέβαια η κάθε λύση επιφέρει διαφορετικό κόστος. Στα πλαίσια αυτά η παρούσα εργασία αντιµετωπίζει το θέµα της ολοκληρωµένης διαχείρισης των διαθέσιµων υδάτινων πόρων των νησιών του Αιγαίου, µε στόχο την ενίσχυση της εγκατεστηµένης ηλεκτρικής ισχύος των τοπικών δικτύων, την αντιµετώπιση του προβλήµατος της λειψυδρίας µέσω κατάλληλων εγκαταστάσεων αφαλάτωσης, καθώς και την κάλυψη των αυξηµένων αναγκών άρδευσης. Για το σκοπό αυτό συνεκτιµάται το σύνολο των υφιστάµενων έργων διαχείρισης υδάτινων πόρων, η τοπογραφία των υποψήφιων περιοχών, οι διαθέσιµοι υπόγειοι ταµιευτήρες και τα χαρακτηριστικά των τοπικών οικοσυστηµάτων. Σαν αποτέλεσµα της προτεινόµενης διαδικασίας παρουσιάζεται αφενός µεν η υπάρχουσα κατάσταση στα νησιά του Αιγαίου, αφετέρου δε ολοκληρωµένες τεχνικο-οικονοµικές προτάσεις αντιµετώπισης των προβληµάτων ανεπάρκειας υδάτινων πόρων µε τελικό στόχο την αναβάθµιση των παρεχοµένων υπηρεσιών στους κατοίκους των νησιωτικών κοινωνιών και ταυτόχρονη ενίσχυση της τοπικής οικονοµίας. WATER RESOURCES MANAGEMENT IN THE AEGEAN ISLANDS: SYNTHESIS OF ALTERNATIVE SOLUTIONS John K. Kaldellis 1, Emilia Kondili 2, George Korbakis 1 1 Laboratory of Soft Energy Applications & Environmental Protection, TEI of Piraeus 2 Mechanical Engineering Department, TEI of Piraeus jkald@ teipir.gr Abstract The region of Central and South Aegean Sea is characterized as one of the driest areas of Greece. In many small Aegean islands the water shortage problem is solved through the transportation of potable water, whereas in the larger islands a significant number of water surface reservoirs and dams is constructed, for the rain water accumulation. Recently, significant interest has been exhibited in the construction of water tanks for the storage of energy in the form of water inventories during the low demand periods, and their exploitation during peak demand periods. The suitability of each one of the alternative water management solutions depends on the specific characteristics of the island, while each solution implies a different cost. In this context, the objective of the present work is to review the alternative solutions of the water shortage problem and to propose an integrated water resources management approach that will secure the sufficiency of potable and irrigation water and, in parallel, will increase the installed electric power of the local networks. To that effect, the existing water resources management projects, the topography of the islands, their social and economic activities and the ground and underground water availability need to be taken explicitly into account. The expected result of the work is an integrated decision support system, where all the required technical and economic parameters are considered and the most suitable and sustainable combination of solutions in each island is proposed, thus contributing to the improvement of the local economies and quality of life of the local societies. Λέξεις κλειδιά: διαχείριση υδάτινων πόρων, Αιγαίο, λιµνοδεξαµενές, αφαλάτωση, κόστος νερού Key Words: water resources management, Aegean islands, water surface reservoir, desalination, water cost 1

2 1. Εισαγωγή Η περιοχή του Κεντρικού και Νότιου Αιγαίου χαρακτηρίζεται σαν µια από τις πλέον άνυδρες περιοχές της χώρας µας, ιδιαίτερα τα τελευταία τριάντα χρόνια οπότε και καταγράφεται µια σταθερή µείωση των ετήσιων βροχοπτώσεων κατά περίπου 15mm, Σχήµα 1. Για την αντιµετώπιση του προβλήµατος αυτού, σε αρκετά από τα µικρά νησιά του Αιγαίου γίνεται σηµαντική εισαγωγή πόσιµου νερού, που τοποθετείται στα επίπεδα των 2,500,000m 3 ετησίως (Kaldellis et al., 2000). Αντίστοιχα, σε µεγαλύτερα νησιά της περιοχής κατασκευάζεται και λειτουργεί ικανός αριθµός λιµνοδεξαµενών και φραγµάτων για τη συλλογή όµβριων υδάτων, µε σκοπό την αξιοποίησή τους κατά τη θερινή περίοδο για κάλυψη των αναγκών των αγροτικών καλλιεργειών. Πρόσφατα τέλος εκδηλώθηκε έντονο ενδιαφέρον για δηµιουργία υδάτινων ταµιευτήρων µε στόχο την αποταµίευση ενέργειας (Kaldellis and Kavadias, 2002) τις περιόδους χαµηλής ζήτησης υπό µορφή υδάτινων E1K Σχήµα 1. Ετήσια Μείωση Βροχοπτώσεων στην Περιοχή του Αιγαίου. αποθεµάτων και διάθεσή της κατά τις ώρες αιχµής µέσω κατάλληλων υδροστροβίλων για την εξοµάλυνση της απόκλισης ζήτησης και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στα αποµονωµένα νησιωτικά ηλεκτρικά δίκτυα. Κάθε µία από τις λύσεις εξασφάλισης επάρκειας νερού στα νησιά επιφέρει διαφορετικό κόστος. Η επιλογή της πλέον κατάλληλης λύσης αλλά και η διερεύνηση της δυνατότητας αξιοποίησης των υδάτινων πόρων των νησιών για ταυτόχρονη κάλυψη των ενεργειακών τους αναγκών αποτελούν ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον πρόβληµα, για την επίλυση του οποίου πρέπει να ληφθούν υπόψιν µια σειρά από τεχνικές και οικονοµικές παράµετροι. Στα πλαίσια αυτά εξετάζεται το θέµα της ολοκληρωµένης διαχείρισης των διαθέσιµων υδάτινων πόρων των νησιών του Αιγαίου, µε στόχο την ενίσχυση της εγκατεστηµένης ηλεκτρικής ισχύος των τοπικών δικτύων, την αντιµετώπιση του προβλήµατος της λειψυδρίας, καθώς και την κάλυψη των αυξηµένων αναγκών άρδευσης (Καλδέλλης κ.α., 2002). Για το σκοπό αυτό συνεκτιµάται το σύνολο των υφιστάµενων έργων διαχείρισης υδάτινων πόρων, η τοπογραφία των υποψήφιων περιοχών, οι διαθέσιµοι υπόγειοι ταµιευτήρες και τα χαρακτηριστικά των τοπικών οικοσυστηµάτων. Σαν αποτέλεσµα της προτεινόµενης διαδικασίας παρουσιάζεται αφενός η υπάρχουσα κατάσταση στα νησιά του Αιγαίου, αφετέρου ολοκληρωµένες τεχνικοοικονοµικές προτάσεις αντιµετώπισης των προβληµάτων ανεπάρκειας υδάτινων πόρων. 2. Τοποθέτηση του Προβλήµατος Παραδοσιακά, στην περιοχή του Αιγαίου το νερό έχει µεγάλη αξία, λόγω της έλλειψής του. Τα αποθέµατα σε νερό των περισσότερων νησιών δεν επαρκούν, ιδιαίτερα κατά την τουριστική περίοδο, όπου σε πολλές περιπτώσεις ο πληθυσµός πολλαπλασιάζεται. Τα λεγόµενα άνυδρα νησιά είναι αυτά, όπου η µικρή τους έκταση και οι γεωµορφολογικές συνθήκες που επικρατούν δεν δηµιουργούν ευνοϊκές προϋποθέσεις για την ύπαρξη ικανού νερού, ποιοτικά και ποσοτικά, από εντόπιες πηγές για την κάλυψη των αναγκών τους. Παράλληλα, ακόµη και στα νησιά που υπάρχει νερό, η ποιότητά του Αδιάσταση Ζήτηση Νερού 2 1 ΤΥΠΙΚΟ "PROFILE" ΖΗΤΗΣΗΣ ΝΕΡΟΥ ΣΕ ΝΗΣΙ ΤΟΥ ΑΙΓΑΙΟΥ ΧΕΙΜΩΝΑΣ ΑΝΟΙΞΗ-ΦΘΙΝΟΠΩΡΟ ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ Σχήµα 2. Αντιπροσωπευτικές Ηµερήσιες ιανοµές Ζήτησης Νερού στις ιάφορες Εποχές του Έτους για Αποµονωµένο Νησί. είναι χαµηλή, κυρίως λόγω της υπερεκµετάλλευσης του υδροφόρου ορίζοντα µε τις ανεξέλεγκτες γεωτρήσεις. Έτσι στις περιοχές όπου η γεωλογική διαµόρφωση δεν προστατεύει τον τοπικό υδροφόρο ορίζοντα από τη διείσδυση του θαλάσσιου νερού, τα αποθέµατα έχουν υφαλµυρωθεί. Παράλληλα, µε την αύξηση του τουρισµού τις τελευταίες δεκαετίες, οι ανάγκες σε νερό αυξάνονται διαρκώς µε αποτέλεσµα την επιτακτική ανάγκη για εφαρµογή νέων µεθόδων και τεχνολογιών ενίσχυσης των υδάτινων αποθεµάτων. 2

3 Είναι αποδεκτό από όλους ότι η κοινωνικοοικονοµική ανάπτυξη ενός νησιού στηρίζεται σε µεγάλο βαθµό στην επάρκεια των υδάτινων πόρων, οι οποίοι καθορίζουν και το βαθµό και την έκταση της ανάπτυξης της τοπικής οικονοµίας (Jensen, 2000). Παράλληλα, το νερό είναι ένας φυσικός ανανεώσιµος πόρος µε πεπερασµένα όµως όρια αξιοποίησης και εκµετάλλευσης. Εποµένως είναι απαραίτητη η ύπαρξη µιας σχετικής ισορροπίας µεταξύ της ζήτησης του νερού και της φυσικής υδατικής κυκλοφορίας, ώστε να αποφευχθούν πιθανά προβλήµατα από την υπερβολική εκµετάλλευση των υδάτινων πόρων. Όπως είναι αναµενόµενο, οι ανάγκες σε νερό µεγιστοποιούνται κατά τη θερινή περίοδο (Σχήµα 2), οπότε και οι βροχοπτώσεις είναι µηδενικές. Κατά την ίδια χρονική περίοδο είναι απαραίτητο να ικανοποιηθούν και οι ανάγκες άρδευσης. Ταυτόχρονα, υπάρχει ζήτηση νερού και για άλλες χρήσεις, όπως βιοτεχνική δραστηριότητα, εξυπηρέτηση τουριστικών αναγκών, κτηνοτροφία κ.λπ. εδοµένης της οξύτητάς του, το πρόβληµα της έλλειψης υδάτινων πόρων έχει απασχολήσει ιδιαίτερα τόσο τις τοπικές αρχές των περιοχών αυτών, όσο και µελετητές και ερευνητές, οι οποίοι διερευνούν το πρόβληµα και προτείνουν µακροπρόθεσµες λύσεις (Tsihrintzis et al., 1996 Voivontas et al., 2003; Kaldellis et al., 2004, Τσακίρης 1995; Καλύβας 2001). Η βέλτιστη λύση εξασφάλισης επάρκειας νερού σε κάθε περίπτωση καθορίζεται από τις ανάγκες της τοπικής κοινωνίας, την ποσοτική και χρονική κατανοµή αυτών των αναγκών και τις υποδοµές του νησιού. Πιο συγκεκριµένα, ανάµεσα στις παραµέτρους που καθορίζουν τις εναλλακτικές λύσεις στο πρόβληµα της ανεπάρκειας νερού περιλαµβάνονται το µέγεθος του νησιού, οι υπάρχουσες οικονοµικές δραστηριότητες, ο πληθυσµός και η διακύµανσή του µέσα στο έτος, η γεωγραφική του θέση, καθώς και το µέγεθος του προβλήµατος της λειψυδρίας. 3. Υφιστάµενη Κατάσταση Από τη ανάλυση των διαθέσιµων στοιχείων προκύπτει σαν γενική διαπίστωση ότι το Βόρειο Αιγαίο έχει σχετικά επαρκείς υδάτινους πόρους για κάλυψη των αναγκών σε πόσιµο νερό, ενώ είναι πιθανές ορισµένες ελλείψεις σε νερό άρδευσης. Περιορισµένης έκτασης προβλήµατα αντιµετωπίζονται στα µικρότερα νησιά της περιοχής (Σχήµα 3), δηλαδή τον Άγιο Ευστράτιο, τα Ψαρά και τις Οινούσσες. Λαµβάνοντας υπόψιν ότι προγραµµατίζεται η κατασκευή λιµνοδεξαµενών στη Λήµνο και τον Άγιο Ευστράτιο, εκτιµάται ότι τα υφιστάµενα προβλήµατα θα αντιµετωπισθούν. Αντιθέτως, στις Κυκλάδες το πρόβληµα της έλλειψης του νερού είναι αρκετά έντονο. Από την επεξεργασία των επίσηµων στοιχείων προκύπτει ότι σε ορισµένα νησιά (Ίος, Μύκονος κ.α.) έχουν κατασκευασθεί λιµνοδεξαµενές ( αλαµπέκης και Κονδύλη, 2000) σε συνδυασµό µε αντίστοιχα ταχυδιϋλιστήρια, ενώ σε επιλεγµένα νησιά (π.χ. Σύρος) έχουν κατασκευασθεί µονάδες αφαλάτωσης. Η Άνδρος και η Νάξος φαίνεται να είναι τα µόνα νησιά των Κυκλάδων που διαθέτουν δικούς τους επαρκείς υδάτινους πόρους, οι οποίοι αξιοποιούνται και µε έργα υποδοµής, όπως η δηµιουργία φραγµάτων ανάσχεσης-εµπλουτισµού του υδροφόρου ορίζοντα. Αντίστοιχα, στα µικρότερα νησιά το νερό µεταφέρεται είτε από τον Πειραιά είτε από γειτονικά µεγαλύτερα νησιά, και αποθηκεύεται σε κεντρικές δεξαµενές, οι οποίες σε πολλές περιπτώσεις καλύπτουν τη ζήτηση για πολύ µικρό χρονικό ορίζοντα. Όµοια, τα περισσότερα από τα νησιά της ωδεκανήσου αντιµετωπίζουν οξύ πρόβληµα νερού που οφείλεται κυρίως στις υδρογεωλογικές συνθήκες, στην περιορισµένη έκτασή τους, στην άµεση γειτνίαση µε τη θάλασσα και στις κλιµατικές συνθήκες που επικρατούν και οι οποίες διαφοροποιούνται από νησί σε νησί και από χρόνο σε χρόνο. Η Ρόδος και η Κως είναι τα µόνα νησιά µε επάρκεια υδάτινων πόρων, τα οποία κατά κανόνα προµηθεύουν µε νερό και τα πλησιέστερα άνυδρα νησιά. Η ισχύουσα νοµοθεσία σχετικά µε τη Σχήµα 3. Νησιωτικό σύµπλεγµα Αιγαίου Πελάγους. διαχείριση των υδάτινων πόρων βασίζεται στην 3

4 Οδηγία της Ε.Ε. 2000/60. Σύµφωνα µε τις εν λόγω ρυθµίσεις, οποιαδήποτε έργα προτείνονται θα πρέπει να αξιολογούνται µε περιβαλλοντικά και οικονοµικά κριτήρια. Συνεπώς, είναι απαραίτητο να αναπτυχθεί ένα σύστηµα αξιολόγησης των λύσεων βασισµένο σε ποσοτικούς όρους. Ο ακριβής προσδιορισµός των εναλλακτικών λύσεων γίνεται µε την υπόδειξη των τοπικών φορέων, των ΕΥΑ και διαφόρων άλλων ενδιαφεροµένων, όπως περιβαλλοντικών τοπικών οργανώσεων. 4. Στοιχεία Κόστους Νερού Γενικά, το πραγµατικό κόστος παραγωγής συγκεκριµένης παροχής νερού σε αποδεκτή ποιότητα περιλαµβάνει το λειτουργικό κόστος (µισθοί προσωπικού, καταναλισκόµενη ενέργεια, αναλώσιµα υλικά, κ.λπ.), καθώς επίσης και την απόσβεση του πάγιου εξοπλισµού. Τα πιο αξιόπιστα στοιχεία κόστους συγκεντρώνονται από τις Περιφέρειες του Αρχιπελάγους (Υπουργείο Αιγαίου, 2003), οι οποίες γνωρίζουν κατά κανόνα αφενός µεν τα επενδυτικά κόστη για νέα έργα στον τοµέα των υδάτινων πόρων, αφετέρου δε καταγράφουν διαχρονικά το κόστος µεταφοράς νερού. Ακόµα και στις περιπτώσεις αυτές, δεν υπάρχουν καθιερωµένα συστήµατα επιµερισµού του κόστους παραγωγής αποδεκτών προδιαγραφών νερού, ώστε να είναι δυνατός ο αντικειµενικός υπολογισµός του λειτουργικού κόστους µιας αντίστοιχης εγκατάστασης. Επιπλέον, είναι ευρέως παραδεκτό ότι η υιοθετούµενη τιµολογιακή πολιτική δεν αντανακλά -για κοινωνικούς λόγους- το πραγµατικό κόστος του νερού, οπότε και δεν καθίσταται προφανής η έλλειψή του στις τοπικές κοινωνίες, µε αποτέλεσµα να µη συνειδητοποιούν πλήρως οι κάτοικοι το πρόβληµα της λειψυδρίας. Αντίθετα, βάσει των δηµοσιοποιηµένων στοιχείων (Υπουργείο Αιγαίου, 2003) καταβάλλονται από την Περιφέρεια Νοτίου Αιγαίου ιδιαίτερα µεγάλα ποσά ετησίως για τη µεταφορά νερού τόσο στις Κυκλάδες όσο και στα ωδεκάνησα. Πιο συγκεκριµένα, το Υπουργείο Αιγαίου χρηµατοδοτεί τη µεταφορά νερού από την ηπειρωτική Ελλάδα ή από µεγαλύτερα νησιά, διαθέτοντας σηµαντικό µέρος του προϋπολογισµού του για το σκοπό αυτό. Ειδικότερα, το Υπουργείο Αιγαίου διέθεσε το 2001 περίπου 4.3 εκατ. για τη µεταφορά περίπου 730,000m 3 νερού (Kaldellis et al., 2004). Το αντίστοιχο µέσο κόστος µεταφοράς εκτιµάται στα επίπεδα των 5-6 /m 3, ενώ η αντίστοιχη τιµή του µεταφερόµενου νερού το καλοκαίρι του 2003 τοποθετείται στα επίπεδα των 7.3 /m 3. Σε µια προκαταρκτική ανάλυση των διαθέσιµων οικονοµικών δεδοµένων, πρέπει να τονισθεί ότι από τις διαθέσιµες λύσεις το υψηλότερο κόστος αρχικής δαπάνης παρουσιάζει η κατασκευή λιµνοδεξαµενών (περίπου εκατ. ) και ακολουθεί αυτή της αφαλάτωσης. Αντίστοιχα, το λειτουργικό κόστος των λιµνοδεξαµενών (οι οποίες συνδυάζονται κατά κανόνα µε ταχυδιυλιστήρια νερού) είναι ιδιαίτερα χαµηλό. Αντίστοιχα, το λειτουργικό κόστος των µονάδων αφαλάτωσης είναι σηµαντικό, τόσο λόγω της ενεργειακής τους κατανάλωσης, όσο και λόγω της ανάγκης συστηµατικής συντήρησης (π.χ. συχνή αντικατάσταση των µεµβρανών σε µονάδες αντίστροφης ώσµωσης). Στις συµβατικές µονάδες αφαλάτωσης µε αντίστροφη ώσµωση το κόστος του νερού ανέρχεται περίπου σε /m 3, χωρίς να ληφθεί υπόψιν το κόστος της αρχικής επένδυσης (Kaldellis et al., 2000). Το ενεργειακό κόστος των µονάδων αφαλάτωσης περιορίζεται σηµαντικά στην περίπτωση που αξιοποιηθεί για το σκοπό αυτό ενεργειακή περίσσεια εγκαταστάσεων βασισµένων σε ήπιες µορφές ενέργειας. Αναφορικά µε υπάρχουσες (µεγάλες συµβατικές) µονάδες αφαλάτωσης το µέσο κόστος του νερού είναι περίπου 1 /m 3, χωρίς όµως αυτό να περιλαµβάνει και τις αποσβέσεις του πάγιου κόστους. Από την υφιστάµενη τέλος εµπειρία προκύπτει ότι µία µονάδα δυναµικότητας περίπου 800m 3 /ηµέρα βασισµένη στην τεχνολογία της αντίστροφης ώσµωσης µε συµβατική ηλεκτρική ενέργεια έχει αρχικό κόστος περίπου 3,000,000 και αναµενόµενο χρόνο ζωής 7 έως 8 έτη. 5. Παρούσες και Προτεινόµενες Λύσεις Στην πράξη, οι λύσεις που συνήθως υλοποιούνται ή προτείνονται για την αντιµετώπιση της λειψυδρίας και την εξοικονόµηση νερού γενικότερα, είναι οι ακόλουθες: Κατασκευή λιµνοδεξαµενών και φραγµάτων, σε συνδυασµό µε ταχυδιυλιστήρια νερού, αλλά και η σωστή λειτουργία όσων λιµνοδεξαµενών ήδη υπάρχουν. Η εκµετάλλευση των επιφανειακών απορροών είναι δυνατή σε περιπτώσεις που οι γεωµορφολογικές συνθήκες επιτρέπουν την ανάπτυξη υδρορευµάτων µε αξιόλογη παροχή. Κατασκευή µικρών φραγµάτων ανάσχεσης για την ενίσχυση του υδροφόρου ορίζοντα. Κατασκευή και λειτουργία µονάδων αφαλάτωσης, εφόσον µε τις σύγχρονες τεχνολογίες το κόστος του νερού που παράγεται από τις µονάδες αυτές έχει µειωθεί σηµαντικά. Ήδη λειτουργούν µονάδες αφαλάτωσης αντίστροφης ώσµωσης και µελλοντικά µπορεί να αξιοποιηθεί υπάρχουσα τεχνογνωσία για τη λειτουργία µονάδων αφαλάτωσης µε αξιοποίηση των ήπιων µορφών ενέργειας (Kershman et al., 2002). Μεταφορά νερού µε πλοία από το πλησιέστερο γειτονικό νησί που διαθέτει νερό, ως λύση ανάγκης σε περιπτώσεις που οι άλλες λύσεις δεν εφαρµόζονται. Για τη µεταφορά νερού µε υδροφόρα πλοία, και 4

5 προκειµένου να εξασφαλίζεται η οµαλή τροφοδοσία των νησιών και το µικρότερο δυνατό κόστος, είναι σκόπιµο να εκπονηθούν µελέτες που θα καθορίζουν τα σηµεία απόληψης και τον τρόπο µεταφοράς του νερού (µε πλοία ή µε υποθαλάσσιο αγωγό, όταν αυτό είναι εφικτό). Βελτίωση των υποδοµών µε αντικατάσταση των πεπαλαιωµένων δικτύων για να περιορισθούν οι απώλειες. Είναι ευνόητο ότι η αντικατάσταση διαβρωµένων δικτύων επιβάλλεται πρώτιστα για λόγους δηµόσιας υγείας. Η επιβαλλόµενη σε κάθε περίπτωση ορθή και συστηµατική διαχείριση των υδάτινων πόρων αποκτά στην περίπτωση των άνυδρων νησιών ιδιαίτερη σηµασία. Επισηµαίνεται η ανάγκη για ποσοτικό και ποιοτικό έλεγχο της κατανάλωσης νερού. Η συστηµατική παρακολούθηση της καταναλισκόµενης ποσότητας επιτρέπει τον ασφαλή προγραµµατισµό των απαιτούµενων έργων και ενεργειών και την πρόληψη προβληµάτων στην οµαλή τροφοδοσία νερού. Συλλογή του όµβριου νερού σε οικιακές ή δηµοτικές δεξαµενές Η συλλογή οµβρίων σε ιδιωτικές δεξαµενές αποτελεί δόκιµο τρόπο εξασφάλισης νερού που πρέπει να αξιοποιηθεί εφόσον µε τις προτεινόµενες λοιπές µεθόδους εξασφάλισης νερού δεν καλύπτεται το σύνολο των αναγκών. Κατασκευή παράλληλου δικτύου κατώτερης ποιότητας νερού για χρήσεις στις οποίες δεν απαιτείται άριστης ποιότητας νερό. Επεξεργασία των λυµάτων και ανακύκλωση του νερού εξόδου του βιολογικού καθαρισµού για δευτερεύουσες χρήσεις (πότισµα, καθαριότητα, οικοδοµικές εργασίες, πλυντήρια αυτοκινήτων, χρήση στα λιµάνια κ.λπ.) (Τράµπας και Κωνσταντινίδης, 1998). Κατάλληλη τιµολογιακή πολιτική και ορθολογική διαχείριση της ζήτησης. 6. Μεθοδολογία Ολοκληρωµένης ιαχείρισης Υδάτινων Πόρων Από τα προαναφερθέντα στοιχεία καθίσταται προφανές ότι το πρόβληµα της κάλυψης των αναγκών των νησιών σε νερό είναι σύνθετο και η βιώσιµη λύση του επιβάλλει να ληφθούν υπόψιν ένα σύνολο κοινωνικών, τεχνικών και οικονοµικών παραµέτρων. Επιπλέον, θα πρέπει να τονιστεί ότι οι παράµετροι αυτές µεταβάλλονται δυναµικά (διαθεσιµότητα, ζήτηση, τιµές, κόστη, κ.λπ.), συνεπώς δεν αρκεί η εφάπαξ λύση του προβλήµατος. Αντίθετα, είναι σκόπιµη η ανάπτυξη ενός συστήµατος λήψης αποφάσεων, το οποίο θα προτείνει την καλύτερη εκάστοτε λύση µε βάση τις συγκεκριµένες συνθήκες επίλυσης του προβλήµατος. Υπό το πρίσµα αυτό, προτείνεται στο παρόν κεφάλαιο της εργασίας µία µεθοδολογία Ολοκληρωµένης ιαχείρισης των Υδάτινων Πόρων για τα νησιά του Αιγαίου, η οποία αποτελείται από µία σειρά βηµάτων (Πίνακας 1), που περιγράφονται ακολούθως. Πίνακας 1. Βασικά βήµατα προτεινόµενης µεθοδολογίας 1 Ανάπτυξη κεντρικής Βάσης εδοµένων µε την αξιοποίηση των "GIS" 2 Συλλογή και ανάλυση δεδοµένων υδρολογικών, µετεωρολογικών, επιφανειακών υδάτων και ποιότητας νερού 3 Πλήρης καταγραφή όλων των υπαρχουσών πηγών νερού σε συνδυασµό µε δεδοµένα ποιότητας νερού κατά περίπτωση 4 Πλήρης καταγραφή χρήσεων νερού µε ποιοτικά και ποσοτικά δεδοµένα πληθυσµού, εποχιακής διακύµανσης, απαιτούµενης ποσότητας και ποιότητας νερού ανά δραστηριότητα κ.λπ. 5 Προτεινόµενα έργα εξασφάλισης ύδατος µε λεπτοµερές χρονοδιάγραµµα 6 Συλλογή οικονοµικών στοιχείων ζήτησης και προσφοράς νερού 7 Ανάπτυξη κατάλληλου οικονοµικού µοντέλου 8 Ανάπτυξη διαφόρων εναλλακτικών σεναρίων εξασφάλισης της επάρκειας και χρήσεων νερού και αξιολόγηση των σεναρίων 9 Συµπλήρωση της κεντρικής βάσης δεδοµένων και του "GIS interface" µε δυνατότητα αναζητήσεων ή διαφοροποίησης βασικών παραµέτρων του συστήµατος. ΒΗΜΑ 1, ΒΗΜΑ 2 Για κάθε κατοικηµένο νησί του Αρχιπελάγους (Σχήµα 4) συλλέγονται όλα τα υδρολογικά, υδρογεωλογικά δεδοµένα των περιοχών και οι απαραίτητες πληροφορίες για επιφανειακά και υπόγεια νερά και καταγράφονται οι δυνατότητες κάλυψης των αναγκών σε υδάτινους πόρους. Τα στοιχεία αυτά αποθηκεύονται στη κατάλληλη βάση δεδοµένων που θα πρέπει να έχει ήδη αναπτυχθεί, µε "GIS interface". ΒΗΜΑ 3 Πλήρης καταγραφή ποσοτικών και ποιοτικών στοιχείων των διαφόρων πηγών του νερού, όπως επιφανειακά νερά, υπόγεια νερά, µονάδες αφαλάτωσης, λιµνοδεξαµενές, φράγµατα, µεταφερόµενο νερό. 5

6 ΒΗΜΑ 4 Συλλογή ποιοτικών και ποσοτικών στοιχείων, σχετικά µε τη ζήτηση και τις χρήσεις του νερού. Τα στοιχεία αυτά δίνουν για κάθε νησί µία συνολική εικόνα, αναφορικά µε: Τον πληθυσµό, την κατανοµή και το ρυθµό ανάπτυξής του Την αστική ή αγροτική δοµή του συγκεκριµένου νησιού Την οικιστική ανάπτυξη Την εµπορική και βιοµηχανική ανάπτυξη Τον τουρισµό Τη γενική οικονοµική ανάπτυξη Την περιβαλλοντική επιβάρυνση και τον έλεγχο Τη µελλοντική οικονοµική ανάπτυξη Τη διακύµανση της ζήτησης της ηλεκτρικής ενέργειας ΒΗΜΑ 5 Καταγραφή όλων των απαραίτητων έργων σχετικά µε την εξασφάλιση επάρκειας νερού. Για κάθε έργο θα πρέπει να υπάρχει η απαραίτητη τεκµηρίωση της σκοπιµότητάς του, καθώς επίσης και προϋπολογισµός και χρονοδιάγραµµα. Στις εναλλακτικές επιλογές µπορεί επίσης να ληφθεί υπόψιν η δυνατότητα συνδυασµένης κάλυψης ενεργειακών και υδάτινων αναγκών, βλέπε Κεφάλαιο 7 της εργασίας. ΒΗΜΑ 6 Συλλογή και ανασκόπηση των κυριοτέρων οικονοµικών στοιχείων σχετικά µε τις χρήσεις, τα κόστη και την αξία του νερού σε κάθε χρήση του. Βασικές πηγές για τα στοιχεία αυτά είναι τα στατιστικά δεδοµένα, ετήσιες αναφορές δηµοσίων υπηρεσιών για θέµατα γεωργίας, κτηνοτροφίας, βιοµηχανίας, καθώς και η σύνταξη και συµπλήρωση κατάλληλα διαµορφωµένων ερωτηµατολογίων. Φορτίο (kw) Σχήµα 4. Τυπικό Νησί του Αιγαίου. Μύκονος min Πάρος min Σύρος min ΗΜΕΡΗΣΙΑ ΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΦΟΡΤΙΟΥ ΑΣΠ (2000) Μύκονος max ΒΗΜΑ Ανάπτυξη ενός οικονοµικού µοντέλου, µε βάση το (h) οποίο προσδιορίζεται η αξία του νερού σε κάθε Σχήµα 5. Ηµερήσια διακύµανση ηλεκτρικού φορτίου. χρήση του. Το µοντέλο θα πρέπει να είναι σε θέση να δίνει αποτελέσµατα σχετικά µε: Το καθαρό όφελος από τη χρήση του νερού σε κάθε παραγωγικό κλάδο Τις επιπτώσεις της κατανοµής του νερού σε κάθε κλάδο σε σχέση µε τους υπόλοιπους Συνολικές επιπτώσεις για όλους τους παραγωγικούς κλάδους από την απόφαση κατανοµής του νερού Επιπτώσεις στο περιβάλλον από την κάθε απόφαση κατανοµής του νερού ΒΗΜΑ 8 Αξιοποίηση των στοιχείων, που έχουν ήδη συλλεχθεί καθώς και του οικονοµικού µοντέλου, για τον έλεγχο των επιπτώσεων των διαφόρων σεναρίων και µέτρων ανάπτυξης, ώστε να προσδιοριστεί µία µεσοπρόθεσµη ή µακροπρόθεσµη στρατηγική συµβατή µε την ιδιαιτερότητα της κάθε περιοχής, τη µελλοντική ζήτηση και τη συµβατότητα µε τη λογική της βιώσιµης ανάπτυξης. Οι δραστηριότητες αυτής της φάσης υλοποιούνται σε τέσσερα διακριτά στάδια: - Καταγράφεται η σηµερινή πολιτική - Εντοπίζονται στρατηγικές επιλογές ανάπτυξης (Βήµα 5) - Αξιολογούνται οι επιλογές αυτές υπό το πρίσµα του οικονοµικού µοντέλου, για παράδειγµα µπορεί να υποδειχτεί ότι η χρήση του νερού για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε κάποια δεδοµένη χρονική περίοδο είναι προτιµότερη από οιαδήποτε άλλη. - Κατάταξη των σεναρίων και των διαφορετικών στρατηγικών επιλογών. ΒΗΜΑ 9 Συµπλήρωση της κεντρικής βάσης δεδοµένων και του "GIS interface", µε ενσωµατωµένη επίσης τη δυνατότητα αναζητήσεων ή διαφοροποίησης βασικών παραµέτρων του συστήµατος. Να σηµειωθεί ότι ένα Πάρος max Σύρος max 6

7 Σχήµα 6. Σχηµατική παρουσίαση ολοκληρωµένου υβριδικού συστήµατος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε συνδυασµό µε µονάδα αφαλάτωσης. σύγχρονο µοντέλο GIS µπορεί να διαχειρίζεται µε τον πλέον αποτελεσµατικό τρόπο τα δεδοµένα και τα αποτελέσµατα σχετικά µε τη διαχείριση του νερού. Πρέπει να επισηµανθεί ότι αρκετά από τα δεδοµένα του προβλήµατος είναι χωρικά, συµπεριλαµβανοµένων και σηµαντικού αριθµού χαρτών, οι οποίοι περιγράφουν το τοπογραφικό ανάγλυφο µιας περιοχής, την ύπαρξη και τη µορφή των υδροφόρων οριζόντων κ.λπ. Η αξιοποίηση των δυνατοτήτων ενός µοντέλου GIS παρέχει επίσης τη δυνατότητα της κατασκευής και αποτύπωσης ενός ολοκληρωµένου δικτύου διαχείρισης του νερού, δηµιουργώντας κόµβους, διακλαδώσεις και καταβόθρες για την αναπαράσταση των διαφόρων πηγών και χρήσεων του νερού. Το γεγονός ότι ένα οποιοδήποτε δίκτυο µεταφοράς νερού (αλλά και ηλεκτρικής ενέργειας) µπορεί να αναπαρασταθεί µε την αξιοποίηση ενός κατάλληλου συστήµατος GIS επιβεβαιώνει την αξιοπιστία και την πληρότητα των συλλεχθέντων στοιχείων. Τέλος, η ενσωµάτωση των πληροφοριών σε µία κεντρική Βάση εδοµένων και η άµεση συνεργασία µε τα προς ανάπτυξη ολοκληρωµένα συστήµατα GIS έχει ως αποτέλεσµα την ανάπτυξη ενός ευέλικτου υπολογιστικού εργαλείου, µε το οποίο παρέχεται η δυνατότητα διερεύνησης των διαθέσιµων δυνατοτήτων, προσοµοίωσης των σεναρίων επίλυσης και τροποποιήσεων των µη αποδεκτών επιλογών, ενώ δίνεται ταυτόχρονα και η δυνατότητα εποπτικής παρουσίασης των αποτελεσµάτων της ανάλυσης στο σύνολο των ενδιαφεροµένων. 7. Συνδυασµένη Κάλυψη Ενεργειακών-Υδάτινων Αναγκών στο Αιγαίο Λαµβάνοντας υπόψιν την έντονη διαχρονική διακύµανση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας στη διάρκεια µιας ηµέρας, αλλά και κατά τη διάρκεια των εποχών του έτους, Σχήµα 5, διερευνάται η δυνατότητα συνδυασµένης κάλυψης των ενεργειακών αναγκών και της ζήτησης ύδατος στα διάφορα νησιά του Αρχιπελάγους (Kaldellis et al., 2001) µε την αξιοποίηση Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ). Στα πλαίσια αυτά προτείνεται µια ολοκληρωµένη αντιµετώπιση των παραπάνω προβληµάτων, Σχήµα 6, η οποία βασίζεται σε "GIS" και περιλαµβάνει: Συστήµατα παραγωγής ενέργειας από αξιοποίηση ΑΠΕ, π.χ. αιολικό πάρκο Τους υφιστάµενους θερµικούς σταθµούς ηλεκτροπαραγωγής Συγκροτήµατα ταµιευτήρων (πάνω και κάτω δεξαµενές) για την αποθήκευση ενέργειας υπό µορφή υδάτινου δυναµικού, καθώς και για την αποθήκευση νερού προς χρήση από τους κατοίκους των νησιών Αντλητικά συγκροτήµατα µε κατάλληλο δίκτυο µεταφοράς για την αποθήκευση του νερού Υδροστροβιλική εγκατάσταση µε κατάλληλο δίκτυο σωληνώσεων για την παραγωγή ενέργειας τις ώρες αυξηµένης ζήτησης ή αδυναµίας των µονάδων ΑΠΕ να αντιµετωπίσουν το ηλεκτρικό φορτίο του δικτύου Μονάδα αφαλάτωσης (κατά κανόνα θαλασσινού νερού) για την κάλυψη των αναγκών του νησιού και την ενίσχυση των τοπικών υδάτινων αποθεµάτων, κάνοντας χρήση της περίσσειας ενέργειας των ΑΠΕ 7

8 Το προτεινόµενο ολοκληρωµένο σύστηµα συνδυασµένης κάλυψης ηλεκτρικών και υδάτινων αναγκών ενός αποµονωµένου νησιού διαθέτει σηµαντικές εφεδρείες ηλεκτρικής ισχύος και υδάτινων αποθεµάτων, αξιοποιεί εγχώριους ενεργειακούς πόρους συντελώντας στην απεξάρτηση από τις εισαγωγές υγρών καυσίµων και νερού, συµβάλλει στον περιορισµό της περιβαλλοντικής υποβάθµισης, ενώ παρέχει και ανταγωνιστικό πλεονέκτηµα κόστους έναντι των συµβατικών λύσεων, εφόσον χρησιµοποιηθούν σύγχρονα εργαλεία αριστοποίησης (Kondili et. al., 1993). 8. Συµπεράσµατα-Προτάσεις Στην παρούσα εργασία εξετάζεται το πρόβληµα ανεπάρκειας υδάτινων πόρων στα περισσότερα νησιά του Αρχιπελάγους, σε συνδυασµό µε ανάλογα προβλήµατα έλλειψης ηλεκτρικής ενέργειας και διαχρονικής ανοµοιοµορφίας ζήτησης ηλεκτρικού φορτίου. Στα πλαίσια αυτά παρουσιάσθηκε η υφιστάµενη κατάσταση, ενώ δόθηκε ιδιαίτερη έµφαση στο κόστος των διαθέσιµων λύσεων. Ακολούθως αναφέρθηκαν οι καθιερωµένες παρούσες και οι προτεινόµενες λύσεις του προβλήµατος. Το κύριο µέρος της εργασίας επικεντρώθηκε στην παράθεση µιας µεθοδολογίας ολοκληρωµένης διαχείρισης των υδάτινων πόρων, βασισµένη στις δυνατότητες συστηµάτων "GIS", για την αποτύπωση και απεικόνιση τοπογραφικών και υδρολογικών δεδοµένων, αλλά και για την εποπτική παρουσίαση των προς αξιολόγηση λύσεων. Η προτεινόµενη σύνθεση των εναλλακτικών λύσεων ολοκληρώνεται και µε ένα συνδυασµένο µοντέλο κάλυψης ενεργειακών και υδάτινων αναγκών των νησιών µας, που στηρίζεται στην αξιοποίηση του άφθονου ανανεώσιµου ενεργειακού δυναµικού του Αιγαίου και το οποίο συγκεντρώνει σηµαντικά ανταγωνιστικά πλεονεκτήµατα. Τελικός στόχος της προτεινόµενης ανάλυσης είναι η αναβάθµιση των παρεχοµένων υπηρεσιών στους κατοίκους των νησιωτικών κοινωνιών µε ταυτόχρονη ενίσχυση της τοπικής οικονοµίας. Βιβλιογραφία αλαµπέκης Ν., Κονδύλη Αιµ., 2000: Φράγµατα-Λιµνοδεξαµενές για την Ύδρευση Άνυδρων Περιοχών. S- 366, Εργαστήριο Ήπιων Μορφών Ενέργειας & Προστασίας Περιβάλλοντος, ΤΕΙ Πειραιά, Αθήνα, Καλδέλλης Ι.Κ., Φλούµης Ν., Βλάχου., Καββαδίας Κ., Κων/νίδης Π, 2002: Μια Ολοκληρωµένη Αναπτυξιακή Πρόταση για τα Νησιά του Αιγαίου, 2 ο Συνέδριο Τεχνολογίες Αρχιπελάγους, Πειραιάς. Καλύβας.Π., 2001: Τα Γεωγραφικά Συστήµατα Πληροφοριών στη ιαχείριση των Υδάτινων Πόρων. Εθνικό Συµπόσιο "Αιγαίο-Νερό-Βιώσιµη Ανάπτυξη", Πάρος, Ιούλιος 2001, available in Τράµπας Χ., Κωνσταντινίδης Π., 1998: Επαναχρησιµοποίηση των Υγρών Αστικών Λυµάτων. S-233, Εργαστήριο Ήπιων Μορφών Ενέργειας & Προστασίας Περιβάλλοντος, ΤΕΙ Πειραιά, Αθήνα, Τσακίρης Γ., 1995: Υδάτινοι Πόροι Ι: Τεχνική Υδρολογία. Εκδόσεις Συµµετρία, Αθήνα. Υπουργείο Αιγαίου, 2003: Προµήθεια Νερού σε Κυκλάδες και ωδεκάνησα. Εσωτερική Έκθεση, Σύρος. Jensen Th. L., 2000: Renewable Energy on Small Islands. Second edition, Forum for Energy & Development, FED. Kaldellis J.K., Kavadias K., Vlachou D., 2000: Improving the Economic Viability of Desalination Plants. Mediterranean Conference on Policies and Strategies for Desalination and Renewable Energies, Santorini Island, Greece. Kaldellis J.K., Kavadias K., Christinakis E., 2001: Evaluation of the Wind-Hydro Energy Solution for Remote Islands. Journal of Energy Conversion and Management..42/9, Kaldellis J.K., Kavadias K.A., 2002: Optimum Wind-Hydro Solution for Aegean Sea Islands Electricity Demand Fulfillment. Journal of Applied Energy. 70, Kaldellis J.K., Kavadias K.A., Kondili E., 2004: Renewable Energy Desalination Plants for the Greek Islands, Technical and Economic Considerations. Desalination Journal, DES 2871, on-line available in Kershman, S. A., Rheinlander J., Gabler H., 2002: Seawater Reverse Osmosis Powered from Renewable Energy Sources Hybrid Wind/Photovoltaic/Grid Power Supply for Small Scale Desalination in Libya. Desalination. 153 (2002), Kondili, E., Pantelides, C.C. and Sargent, R.W.H., 1993: A General Algorithm for Short-term Scheduling of Batch Operations - I. MILP Formulation. Comp. Chem. Engineering. 17, 1993, Voivontas D., Arampatzis G., Manoli E., Karavitis C., Assimakopoulos D., 2003: Water supply modeling towards sustainable environmental management in small islands: the case of Paros, Greece. Desalination. 156 (2003), Tsihrintzis V.A., Hamid R., Fuentes H.R., 1996: Use of Geographical Information Systems (GIS) in Water Resources: A Review. Water Resources Management. 10,