Η Πρόκληση της Ανάπτυξης Ηλιοθερμικών Σταθμών Ηλεκτροπαραγωγής στην Κρήτη

Transcript

1 Η Πρόκληση της Ανάπτυξης Ηλιοθερμικών Σταθμών Ηλεκτροπαραγωγής στην Κρήτη ρ Αντώνης Τσικαλάκης Εργαστηριακός Συνεργάτης ΤΕΙ Κρήτης ιδάσκων Π. 407/80 Πολυτεχνείου Κρήτης Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη Σητεία, 22 Σεπτεμβρίου 2010

2 ΟΙ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΟΙ («Η/Θ») ΣΤΑΘΜΟΙ ΕΧΟΥΝ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ, ΑΛΛΑ ΚΑΙ ΚΟΙΝΕΣ ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Παραβολικά Κάτοπτρα Κεντρικός Πύργος Γραμμικό Fresnel Θερμική μηχανή (Solar Dish) Τα ηλιοθερμικά συστήματα δημιουργούν ηλεκτρική ενέργεια από τη θερμική ενέργεια του ήλιου Κοινές προδιαγρα φές Η/Θ σταθμών Κάτοπτρα εστιάζουν ηλιακές ακτίνες σε συλλέκτη που εκμεταλλεύεται την θερμική ενέργεια Συνδυασμός με τεχνολογίες συμβατικών σταθμών λόγω χρήσης ατμοστροβίλων Εργοστάσια παραγωγής μεγάλης κλίμακας (10MW με 200MW) Προϋπόθεση η άμεση (και όχι απλά ολική) ηλιακή ακτινοβολία μεγάλης έντασης Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 2

3 ΟΙ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ ΑΠΟΤΕΛΟΥΝ ΜΙΑ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΥΣΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΛΥΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΡΗΤΗ Σε σύγκριση με συμβατικές μονάδες (ορυκτά καύσιμα) Σημαντική μείωση εκπομπών αερίων θερμοκηπίου Μείωση εξάρτησης από εισαγόμενες πρώτες ύλες και μεταβολές των τιμών τους Ενέργεια εξίσου υψηλής ενθαλπίας (υπέρθερμος ατμός) σε ανταγωνιστικό κόστος Στην ουσία, η Η/Θ σταθμοί είναι ουσιαστικά θερμικοί σταθμοί βάσης, το μόνο που αλλάζει είναι ο τρόπος παραγωγής του ατμού (με ηλιακή ενέργεια αντί για καύσιμο) Σε σύγκριση με φωτοβολταϊκά Σχεδόν μισό κόστος επιδοτούμενης κιλοβατώρας Δυνατότητα εγγύησης ισχύος με σύστημα αποθήκευσης ή καύσιμο / βιοκαύσιμο Μικρότερες απαιτήσεις γης ανά εγκατεστημένο κιλοβάτ που όμως απαιτείται πιο ενιαία Σε σύγκριση με τα αιολικά Πιο προβλέψιμη παραγωγή ενέργειας Μέγιστη δυνατή απορρόφηση από το σύστημα λόγω ταύτισης της διακύμανσης παραγωγής και ζήτησης σε αντίθεση με την απόκλιση υψηλής παραγωγής από άνεμο σε περιόδους χαμηλής ζήτησης (π.χ. νύχτες εκτός των μήνων αιχμής) Ανεξάντλητο και πλούσιο ηλιακό δυναμικό Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 3

4 ΟΙ Η/Θ ΣΤΑΘΜΟΙ ΘΑ ΕΠΙΦΕΡΟΥΝ ΠΟΛΛΑΠΛΑ ΟΦΕΛΗ ΣΤΗΝ ΤΟΠΙΚΗ ΚΟΙΝΩΝΙΑ Για κάθε εγκατεστημένο MW Η/Θ Σταθμού απαιτούνται περίπου 10 θέσεις εργασίας κατά τη φάση κατασκευής (2-3 έτη) και 1 θέση εργασίας κατά τη φάση λειτουργίας (διάρκεια ζωής άνω των 35 ετών) Η κατασκευαστική κυρίως φύση των έργων συνεπάγεται δυνητικά μεγάλες υπεραξίες σε εγχώριους εργολάβους/υπεργολάβους (σε αντίθεση με Φ/Β και αιολικά, όπου η υπεραξία κατά κόρον καταλήγει στον προμηθευτή του εξοπλισμού στο εξωτερικό) Η μεγάλης κλίμακας παραγωγή ενέργειας από Η/Θ Σταθμούς αυξάνει τα έσοδα των ΟΤΑ από τα τέλη ΑΠΕ Διείσδυση ΑΠΕ σε μεγάλη κλίμακα σε αρκετά κορεσμένα συστήματα που δεν μπορεί να προέλθει εύκολα από άλλες ΑΠΕ Οι πρώτοι νησιωτικοί Η/Θ Σταθμοί στον κόσμο θα είναι αυτοί της Κρήτης συμβάλλοντας στην αύξηση της ανταγωνιστικότητας και της διαφοροποίησης της Σητείας ως εξέχων οικο-τουριστικός προορισμός Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 4

5 ΕΝΤΟΝΟ ΕΠΕΝΔΥΤΙΚΟ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΝ ΣΕ ΚΡΗΤΗ ΚΑΙ ΡΟΔΟ ΠΟΥ ΟΜΩΣ ΞΕΠΕΡΝΑΕΙ ΤΙΣ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗΣ ΟΛΩΝ ΤΩΝ ΕΡΓΩΝ Το Εθνικό Σχέδιο Δράσης του ΥΠΕΚΑ προβλέπει 250MWΗλιοθερμικών Σταθμών μέχρι το 2020, ενώ εκκρεμεί η αδειοδότηση 8 αιτήσεων στην Κρήτη (298MW)και δύο αιτήσεων στη Ρόδο (110MW). Πέρα από την τεχνικοοικονομική βιωσιμότητα των έργων τίθενται τα εξής ζητήματα κυρίως στην έγκριση των περιβαλλοντικών όρων τους: 1.Κατανάλωση νερού 2.Κορεσμός δικτύου 3.Χωροθέτηση / αλλοίωση τοπίου 4.Ηλιακό δυναμικό 5.Ρύποι 6.Άλλες παράμετροι Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 5

6 1. ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΝΕΡΟΥ ΟΙ ΥΨΗΛΕΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΕΙΣ ΝΕΡΟΥ ΤΩΝ ΥΔΡΟΨΥΚΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΙΝΑΙ ΑΠΑΓΟΡΕΥΤΙΚΕΣ ΣΕ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΜΕ ΕΝΤΟΝΗ ΛΕΙΨΥΔΡΙΑ Τεχνολογία συστήματος Υδρόψυκτα κυλινδροπαραβολικά Υδρόψυκτος πύργος Αερόψυκτος πύργος Κυβικά μέτρα νερού/mwh Περιγραφή Συμπύκνωση ατμού Καθαρισμός κατόπτρων Ατμοστρόβιλος παρέχει αδιάλειπτη λειτουργία Μεγάλη Κλίμακα Φωτοβολταϊκά 0.1 Μηχανές Stirling 0.1 Καθαρισμός φακών Διαλείπουσα λειτουργία Μικρή κλίμακα Mια μονάδα υδρόψυκτων κυλινδροπαραβολικών 50MWκαταναλώνει ~ κυβικά μέτρα νερόανά έτος Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 6

7 1. ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΝΕΡΟΥ Η επαρχία Σητείας αντιμετωπίζει έντονο πρόβλημα λειψυδρίας, επομένως οιανάγκες των ηλιοθερμικών σταθμών σε νερό πρέπει να ληφθούν σοβαρά και υπεύθυνα υπόψη Νεογενή πετρώματα στο Βορά, ανθρακικά στο Νότο Μεγάλες υφιστάμενες αντλήσεις του υδροφορέα στο Βορά, λιγότερες στο Νότο (ΙΓΜΕ, στοιχεία 1997) Η Νότια Σητεία εμφανίζει λιγότερο έντονη λειψυδρία λόγω ευνοϊκών πετρωμάτων και χαμηλότερης ζήτησης Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 7

8 2. ΚΟΡΕΣΜΟΣ ΔΙΚΤΥΟΥ ΛΟΓΩ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΟΙ Η/Θ ΣΤΑΘΜΟΙ ΑΠΑΙΤΟΥΝ ΣΥΝΔΕΣΗ ΥΨΗΛΗΣ ΤΑΣΗΣ- ΓΕΓΟΝΟΣ ΠΟΥ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΛΑΜΒΑΝΕΤΑΙ ΥΠ ΟΨΙΝ ΣΤΗ ΧΩΡΟΘΕΤΗΣΗ Περιοχή Τύπος Γραμμή Ανταγωνισμός με άλλες ΑΠΕ Νότια Σητεία Βαρέως (Μαύρο) Διπλή Όχι Βόρεια Σητεία Ελαφρού (Μπλε) Μονή Ναι Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 8

9 3. ΧΩΡΟΘΕΤΗΣΗ Η ΑΛΛΟΙΩΣΗ ΤΟΥ ΤΟΠΙΟΥ ΕΙΝΑΙ ΜΕΙΖΟΝΟΣ ΣΗΜΑΣΙΑΣ ΕΙΔΙΚΑ ΣΤΗΝ ΚΡΗΤΗ. ΤΑ ΚΥΛΙΝΔΡΟΠΑΡΑΒΟΛΙΚΑ ΚΑΤΟΠΤΡΑ ΟΔΗΓΟΥΝ ΣΕ ΜΗ ΑΝΑΣΤΡΕΨΙΜΕΣ ΕΚΣΚΑΦΕΣ Οι Ηλιοθερμικοί σταθμοί απαιτούν επίπεδη γη, αλλά η Κρήτη δεν έχει διαθέσιμες επίπεδες εκτάσεις που να μην έχουν άλλη χρήση (καλλιεργήσιμη). Όλες οι επενδυτικές προτάσεις είναι σε περιοχές με κακοτράχηλο και ανώμαλο έδαφος Κατασκευή ANDASOL (κυλινδροπαραβολικά) Επίπεδη γη(γραμμικό frensel) Επίπεδη γη (κυλινδροπαραβολικά) Επίπεδη γη (πύργος) Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 9

10 3. ΧΩΡΟΘΕΤΗΣΗ ΚΑΠΟΙΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΠΥΡΓΟΥ ΜΕ «ΗΛΙΟΣΤΑΤΕΣ» ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΕΠΙΦΕΡΟΥΝ ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΚΑΙ ΚΥΡΙΩΣ ΑΝΑΣΤΡΕΨΙΜΗ ΑΛΛΟΙΩΣΗ ΤΟΥ ΤΟΠΙΟΥ Μικροί ηλιοστάτες, χωρίς θεμελίωση Εναρμόνιση με το περιβάλλον Ελάχιστα χωματουργικά Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 10

11 Η Κρήτη έχει το ψηλότερο ηλιακό στην Ελλάδα (με εξαίρεση τα Δωδεκάνησα) Ακόμα και στο νομό Λασιθίου, παρατηρούνται μεγάλες διαφοροποιήσεις στην ετήσια ηλιακή ακτινοβολία, και συγκεκριμένα στην Αμεση ηλιακή ακτινοβολία (DNI) που έχει σημασία για τους Η/Θ Σταθμούς 4. ΗΛΙΑΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ Ο ΠΙΟ ΚΑΘΟΡΙΣΤΙΚΟΣ ΠΑΡΑΓΩΝ ΓΙΑ ΤΗ ΒΙΩΣΙΜΟΤΗΤΑ & ΣΚΟΠΙΜΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΤΑΘΜΩΝ 1750kWh/m 2 /y 1800kWh/m 2 /y 2220kWh/m 2 /y πηγή: METEOSAT, HELIOCLIM3 2100kWh/m 2 /y πηγή: DLR Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 11

12 5. ΡΥΠΟΙ / ΣΥΜΒΑΤΙΚΑ ΚΑΥΣΙΜΑ Ο ΝΕΟΣ ΝΟΜΟΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΑΠΕ (Ν.3851/2010) ΕΠΙΤΡΕΠΕΙ ΜΕΧΡΙ 15% ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΤΩΝ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΤΑΘΜΩΝ ΝΑ ΠΡΟΕΡΧΕΤΑΙ ΑΠΟ ΣΥΜΒΑΤΙΚΑ ΚΑΥΣΙΜΑ Ανεξαιρέτως όλοι οι Η/Θ Σταθμοί στον κόσμο έχουν σύστημα εφεδρικού λέβητα με χρήση συμβατικού καυσίμου (φυσικό αέριο ή πετρέλαιο) για την ασφάλεια της εσωτερικής τους λειτουργίας (~5%). Ειδικά στην Κρήτη απαιτείται επιπλέον ~10% χρήση καυσίμου, γιατί: Η λειτουργία του εφεδρικού συμβατικού λέβητα εγγυάται την ασφαλή λειτουργία του ατμοστρόβιλου ακόμα και σε περιόδους νέφωσης παρέχοντας ελεγχόμενη παραγωγή Μικρότερη διακύμανση παραγωγής-αποφυγή εκκινήσεων ακριβότερων συμβατικών μονάδων ΔΕΗ. Περιορισμένη εως και αμελητέα η επίδραση στο ισοζύγιο CO2 εξαιτίας του ενεργειακού μείγματος και του παραπάνω γεγονότος. Η γειτονική περιοχή του Η/Θ Σταθμού θα έχει μία μικρή επιβάρυνση Επιπλέον επιβάρυνση: H µεταφορά και προμήθεια συμβατικού καυσίμου (φορτηγά βυτία): περίπου ένα την ημέρα για ένα σταθμό 50MW (ήτοι ~9.000 διαδρομές κατά την 25ετή ζωή των Η/Θ σταθμών) Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 12

13 6. ΑΛΛΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΜΕΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΤΥΧΕΣ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΑΠΑΙΤΟΥΝ ΙΔΙΑΙΤΕΡΗ ΠΡΟΣΟΧΗ Αν παράγουν υπέρθερμο ατμό απευθείας σε ηλιακό λέβητα Αν χρησιμοποιούν εύτηκτα άλατα για αποθήκευση θερμότητας Αν χρησιμοποιούν ορυκτέλαιο ως θερμικό μέσο Πιθανότατα η πιο αποδοτική λύση. Η απευθείας παραγωγή ατμού δεν απαιτεί ειδικούς περιβαλλοντικούς όρους. Αδιάλειπτη λειτουργία με συμπληρωματική χρήση καυσίμου. Τότε θα πρέπει να εξεταστεί προσεκτικά η κατηγοριοποίηση και ασφαλής χρήση των υλικών [π.χ. Γαλλικές Αρχές εντάσσουν τα εύτηκτα άλατα στην κατηγορία SEVESO για τους Η/Θ Σταθμούς με κυλινδροπαραβολικά κάτοπτρα και με αποθήκευση εύτηκτων αλάτων (Euromed Solar, Solenha CSP plant)] Τότε θα πρέπει να προβλεφθούν ειδικές διατάξεις προστασίας για την περίπτωση διαρροής (π.χ. στην Ιταλία απαγορεύεται η χρήση ορυκτελαίου ως θερμικό μέσο σε Η/Θ σταθμούς εκτός από Βιομηχανικές Περιοχές) Προτιμητέα λύση η απευθείας παραγωγή υπέρθερμου ατμού χωρίς αποθήκευση και χωρίς θερμικά μέσα Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 13

14 ΕΠΙΛΟΓΟΣ / ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΠΟΙΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΚΑΙ ΚΑΠΟΙΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΕΙΝΑΙ ΠΙΟ ΚΑΤΑΛΛΗΛΕΣ. ΑΝ ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΘΕΙ ΚΑΚΟ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ ΑΠΟ ΤΟ ΠΡΩΤΟ ΕΡΓΟ, ΔΕΝ ΘΑ ΑΝΑΠΤΥΧΘΕΙ ΠΟΤΕ Η ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Οι Η/Θ Σταθμοί θα πρέπει να πληρούν τις παρακάτω προδιαγραφές: Μέγιστο ηλιακό δυναμικό, ώστε οποιεσδήποτε αρνητικές επιπτώσεις να αντισταθμίζονται από τη μεγιστοποίηση της παραγόμενης ηλιακής ηλεκτρικής ενέργειας Ελάχιστη δυνατή κατανάλωση νερού Δυνατότητα σύνδεσης στο δίκτυο με ευκολία και ασφάλεια Ελάχιστη αλλοίωση περιβάλλοντος και χωματουργικές επεμβάσεις Ορθή χωροθέτηση, ώστε οι όποιες επιπτώσεις λειτουργίας να μην επιβαρύνουν περιβαλλοντικά ευαίσθητες περιοχές Ελάχιστοι κίνδυνοι ρύπανσης από εύτηκτα άλατα ή θερμικά μέσα Επομένως, εκ πρώτης όψεως η Νότια Σητεία υπερτερεί σημαντικά έναντι της Βόρειας Σητείας για την χωροθέτηση Η/Θ Σταθμών Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 14

15 Ευχαριστώ για την προσοχή σας Διεθνής Συνάντηση για την Πράσινη Ανάπτυξη 15