«Ενεργειακή Αποδοτικότητα με Α.Π.Ε.» Δρ. Γιώργος Αγερίδης Μηχανολόγος Μηχανικός Διευθυντής Ενεργειακής Αποδοτικότητας Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών και Εξοικονόμησης Ενέργειας Κ.Α.Π.Ε. Πρόεδρος Ελληνικού Ινστιτούτου Ηλεκτροκίνητων Οχημάτων ΕΛ.ΙΝ.Η.Ο.
1. Εισαγωγή Η χρήση της ενέργειας συνδέεται άμεσα με την οικονομική και κοινωνική ανάπτυξη (βιομηχανική επανάσταση, 20 ος αιώνας). Παγκόσμια κατανομή της κατανάλωσης ενέργειας ανά τομέα (1973 και 2011) (Πηγή: «Energy Efficiency Indicators: Fundamentals on Statistics», IEA, 2014)
Αλλά η χρήση των ορυκτών καυσίμων αποτελεί κύρια παράμετρο πρόκλησης της κλιματικής αλλαγής και των (άγνωστων ακόμη) συνεπειών της. (Πηγή: «Atlas of World Events», J. L. Allen, McGraw-Hill s, 2005) (Πηγή: «Η Γη αύριο», Yannick Monget, εκδόσεις Οιωνός, Λαμία, 2008)
2. Ενεργειακή αποδοτικότητα Η σύνδεση αυτή (οικονομική ανάπτυξη, άνοδος βιοτικού επιπέδου, ενέργεια, περιβάλλον) προέβαλλε από τη δεκαετία του 70 τη σημασία της ενεργειακής αποδοτικότητας σε σχέση με την εξεύρεση νέων πηγών ενέργειας. Τώρα, πλέον, η ενεργειακή αποδοτικότητα: θεωρείται ως πηγή ενέργειας το πρώτο από τα πέντε κύρια καύσιμα είναι η φθηνότερη, καθαρότερη και πλέον διαδεδομένη πηγή ενέργειας δεν είναι ιδιαίτερη τεχνολογία, αλλά: εφαρμογή πολλών (δοκιμασμένων) τεχνολογιών, και συνδυασμός μέτρων συμπεριφοράς των τελικών χρηστών ενέργειας
Η βελτίωση της ενεργειακής αποδοτικότητας: είτε ως εξοικονόμηση ενέργειας στην τελική χρήση μείωση απωλειών, (Πηγή: Amory B. Lovins, «Περισσότερα κέρδη με πιο λίγο άνθρακα», Περιοδικό Scientific American Ελληνική έκδοση, Νοέμβριος 2005) είτε ως διαχείριση στην τελική ζήτηση, είτε ως ορθολογική χρήση σε όλες τις δραστηριότητες παραγωγής προϊόντων και υπηρεσιών σε επίπεδο κτιρίου αποτελεί σημαντική παράμετρο αντιμετώπισης των σύνθετων προβλημάτων ενέργειας, περιβάλλοντος, και οικονομικής και κοινωνικής ανάπτυξης. σε επίπεδο πόλης
Με την ενεργειακή αποδοτικότητα: χωρίς να μειωθούν οι παραγωγικές δραστηριότητες ή να επηρεαστούν οι καθημερινές συνήθειες και οι τρόποι διαβίωσης και μετακίνησης, μπορούν να εξοικονομηθούν σημαντικές ποσότητες ενέργειας και καυσίμων, που με τη σειρά τους αντιστοιχούν: σε εξοικονόμηση ενεργειακών πόρων και σε μειωμένες εκπομπές ρύπων στην ατμόσφαιρα.
Επίπεδα εφαρμογής: Υποδομές αφορούν τις χώρες Παραγωγή και υπηρεσίες αφορούν τις επιχειρήσεις και τους φορείς Καθημερινότητα αφορά τα άτομα (τους πολίτες) Βασική παράμετρο της Ενεργειακής Αποδοτικότητας αποτελεί η διασπαρμένη (ή αποκεντρωμένη) παραγωγή: η παραγωγή εκεί όπου υπάρχει η πηγή ή το καύσιμο, ή η παραγωγή εκεί όπου υπάρχει απαίτηση κατανάλωσης (το «όνειρο» του T. A. Edison)
3. Ενεργειακή Αποδοτικότητα με Α.Π.Ε. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (Α.Π.Ε.), μαζί με τα συστήματα συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας (Σ.Η.Θ.), είναι κατά κύριο λόγο αποκεντρωμένα συστήματα παραγωγής ενέργειας: είτε ως μεγάλες εγκαταστάσεις, που συνδέονται στο δίκτυο για ενίσχυση ή συμπλήρωση της ηλεκτροπαραγωγής από συμβατικά καύσιμα ή μεγάλα υδροηλεκτρικά,
είτε ως μικρά συστήματα θερμικών ηλιακών για ζεστό νερό, γεωθερμίας και βιομάζας για θέρμανση ή/και ψύξη ή φωτοβολταϊκών για ηλεκτροπαραγωγή που εγχέεται στο δίκτυο.
Οι Α.Π.Ε., ωστόσο, μπορούν να έχουν μεγαλύτερη συμβολή στην Ενεργειακή Αποδοτικότητα: 1. Ως μεγάλες εγκαταστάσεις ηλεκτροπαραγωγής, που αξιοποιούν τοπικό δυναμικό ή καλύπτουν τοπικές ανάγκες κατανάλωσης: μειώνοντας τις απώλειες των υποδομών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, συμβάλλοντας στην ευστάθεια του συστήματος,
υλοποιώντας τη διασπαρμένη / αποκεντρωμένη παραγωγή, και μειώνοντας την ηλεκτρική κατανάλωση με την αυξημένη παραγωγή θερμικής ενέργειας με συνέπεια την αύξηση της Ενεργειακής Αποδοτικότητας της Χώρας,
2. Ως καθαρές πηγές και με μηδενικό κόστος «καυσίμου», μπορούν να τροφοδοτούν συστήματα αποθήκευσης ενέργειας (αντλιοταμίευση, φόρτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων, παραγωγή υδρογόνου, αφαλάτωση νερού), μειώνοντας τις απαιτήσεις κατανάλωσης ενέργειας από πηγές ορυκτών καυσίμων
3. Ως μικρές εγκαταστάσεις ενσωματωμένες σε κτίρια: για την κάλυψη των ενεργειακών τους αναγκών (Ευρωπαϊκός στόχος για Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Ενέργειας), για τη συμμετοχή τους, ως δομικές μονάδες, στο πλαίσιο των «έξυπνων πόλεων»
4. Ως κύριες παράμετροι στην παραγωγή και διαχείριση της θερμικής ενέργειας και στην ανάπτυξη σχετικής (τοπικής εμβέλειας) αγοράς. Στην αγορά αυτή μπορούν να μετέχουν: θερμικά ηλιακά συστήματα, συστήματα γεωθερμίας, συστήματα βιομάζας, και συστήματα μικρής και μεσαίας Συμπαραγωγής Ηλεκτρισμού και Θερμότητας Υψηλής Απόδοσης 5. Τα συστήματα Α.Π.Ε., τέλος, που ενσωματώνονται σε κτίρια ή καλύπτουν ευρύτερες ενεργειακές ανάγκες κτιριακών ή οικιστικών συγκροτημάτων, αποτελούν σημαντικό κίνητρο για την επιτυχημένη λειτουργία Εταιριών Ενεργειακών Υπηρεσιών: αφού αυξάνονται οι δυνατότητές τους για επίτευξη των επιδιωκόμενων στόχων Ενεργειακής Αποδοτικότητας.
Σήμερα Κεντρικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής Αλλάζοντας του κανόνες Αύριο: διασπαρμένη και επί τόπου παραγωγή με πλήρως ενσωματωμένη διαχείριση δικτύου Φωτοβολταϊκά Δίκτυο μεταφοράς αποθήκευση Έλεγχος ροής αποθήκευση Κατοικία Δίκτυο διανομής Τοπικός σταθμός ΣΗΘ αποθήκευση Διάταξη ποιότητας ισχύος Διάταξη ποιότητας ισχύος αποθήκευση Αιολικό πάρκο Κατοικία με οικιακή ΣΗΘ Εργοστάσιο Εμπορικό κτίριο Ενσωμάτωση αποκεντρωμένων ενεργειακών πηγών: ένα σύστημα καθαρότερο, φθηνότερο και πιο αξιόπιστο
Για να επιτευχθεί αυτό, σημαντική συνεισφορά θα έχει η αλλαγή της σημερινής σχέσης μεταξύ μεταφοράς και διανομής της ηλεκτρικής ενέργειας: Επικρατούσα κατάσταση ροής ηλεκτρισμού και πληροφοριών μεταξύ επιπέδων μεταφοράς και διανομής. Δυνητική αύξηση επικοινωνίας μεταξύ επιπέδων μεταφοράς και διανομής. (Πηγή: «Electricity Networks: Infrastructure and Operations Too complex for a resource?», Dennis Volk, I.E.A., Insights Series 2013)
Ένα τέτοιο σύστημα που θα ενσωματώνει πλήρως όλα τα επιμέρους στοιχεία (παραγωγή, μεταφορά, διανομή και κατανάλωση): θα αυξήσει την πολυπλοκότητά του, αλλά θα βελτιώσει: τη λειτουργία, την απόδοση και την ευστάθειά του, ενώ ταυτόχρονα θα βελτιστοποιήσει: την αξιοποίηση των ενεργειακών πόρων και τις επενδύσεις.
4. Πρόσθετα μέτρα Η μείωση της εξάρτησης από την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από κεντρικούς ηλεκτροπαραγωγικούς σταθμούς, η ευρύτερη διείσδυση των Α.Π.Ε. και η συμμετοχή τους στην αύξηση της Ενεργειακής Αποδοτικότητας, μπορεί να επιτευχθεί καλύτερα: με την ενίσχυση της καινοτομίας στην ανάπτυξη συστημάτων που λειτουργούν συνδυαστικά ή συμπληρωματικά, αξιοποιώντας με τον βέλτιστο τρόπο τις εκάστοτε διαθέσιμες πηγές ενέργειας με τις απαιτήσεις της ζήτησης σε ενέργεια, με τη συμπλήρωση της νομοθεσίας για την υποχρεωτική πιστοποίηση των ενεργειακών συστημάτων ευρείας κατανάλωσης, με διεθνώς αναγνωρισμένα σήματα ποιότητας απόδοσης και αξιοπιστίας.
5. Συμπεράσματα Η Ενεργειακή Αποδοτικότητα στην πράξη είναι: αποδοτικότητα φυσικών και οικονομικών πόρων Η αξιοποίηση των Α.Π.Ε. σε όλους τους τομείς, βελτιώνει την Ενεργειακή Αποδοτικότητα των συστημάτων: παραγωγής, μεταφοράς και κατανάλωσης ενέργειας
Συμπεράσματα (συνέχεια) Η ευρεία αξιοποίηση των Α.Π.Ε., ωστόσο, είτε ως συστήματα μεγάλης κλίμακας, είτε ως μικρά συστήματα ενσωματωμένα στα Σχεδόν Μηδενικής Ενέργειας Κτίρια, δημιουργεί κάποια ερωτήματα, τα οποία πρέπει να βρουν απάντηση: Πόσο και πότε είναι βιώσιμα τα σχήματα αυτά; Πώς θα διαμορφωθεί το κόστος ενέργειας που θα πληρώνουν οι καταναλωτές; Ποια θα πρέπει να είναι η μεταβατική κατάσταση από τις κεντρικές ή/και μεγάλες μονάδες ηλεκτροπαραγωγής στις αποκεντρωμένες και μικρές εγκαταστάσεις; Πώς θα συνδυαστούν οι ατομικές/τοπικές παραγωγές ενέργειας στο πλαίσιο της «έξυπνης πόλης»; Ημερίδα «Εξοικονομώ και ωφελούμαι: σε κατοικίες, επιχειρήσεις, τοπική αυτοδιοίκηση» Αργοστόλι, 16 Μαρτίου 2015
Με στόχο: Την καθαρή παραγωγή υδρογόνου για την τροφοδοσία των κυψελών καυσίμου ηλεκτρικών αυτοκινήτων Τη βιομηχανική παραγωγή με μικρό περιβαλλοντικό αποτύπωμα Τα κτίρια σχεδόν μηδενικής ενέργειας Τις έξυπνες πόλεις Ημερίδα «Εξοικονομώ και ωφελούμαι: σε κατοικίες, επιχειρήσεις, τοπική αυτοδιοίκηση» Αργοστόλι, 16 Μαρτίου 2015
Ευχαριστώ για την προσοχή σας