Εισαγωγή στην Ενεργειακή Τεχνολογία

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος Εισαγωγή στην Ενεργειακή Τεχνολογία Εισαγωγή στην ηλεκτρική ενέργεια Νίκος Μαμάσης, Επίκουρος Καθηγητής ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών

Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

Εισαγωγή στην Ενεργειακή Τεχνολογία Εισαγωγή στην ηλεκτρική ενέργεια Νίκος Μαμάσης και Γιάννης Στεφανάκος Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Αθήνα 2014

Διάρθρωση παρουσίασης: Εισαγωγή Εισαγωγικές έννοιες Παραγωγή Ζήτηση Μεταφορά Διαχείριση Ανανεώσιμες μορφές ενέργειας 4

Εισαγωγικές έννοιες (1/3) Ενέργεια: H ικανότητα ενός φυσικού συστήματος να παράγει έργο. Το μέγεθος αυτό συνδέεται με κάθε μεταβολή στο φυσικό κόσμο. Η λέξη αναφέρεται πρώτη φορά από τον Αριστοτέλη (Ηθικά Νικομάχεια) με την έννοια της «δραστηριότητας που απαιτείται για να γίνει πράξη η δυνατότητα (δύναμις)» Μορφές ενέργειας Μηχανική (δυναμική, κινητική) Ηλεκτρομαγνητική (ηλεκτρική, μαγνητική) Πυρηνική Χημική Θερμική-βιολογική Θερμότητα-Ακτινοβολία Μόνο ο άνθρωπος καταναλώνει ενέργεια για άλλους λόγους εκτός από τροφή Ισχύς: Ο ρυθμός μεταβολής της ενέργειας στη μονάδα του χρόνου 5

Ενέργεια Calorie (cal). Η ενέργεια που απαιτείται για να ανέβει η θερμοκρασία 1 gr νερού κατά 1 ο C Εισαγωγικές έννοιες (2/3) Joule (J): 1 cal = 4.187 J Μονάδες Ισχύς Ίππος (hp). Η ισχύς ενός αλόγου όπως εκτιμήθηκε από τον James Watt τον 18 ο συγκρίνοντας την ατμομηχανές. Στον ηλεκτρισμό χρησιμοποιούνται: W= J/s Wh=3600 J British thermal unit: 1 Btu = 0.252 kcal 1 kwh = 3.6 MJ = 860 kcal = 3412 Btu Watt (W): 1 hp=746 W 1 toe = 10 7 kcal Τα ορυκτά καύσιμα μετρούνται σε τόνους ισοδύναμου πετρελαίου (ΤΙΠ) ή toe (tones oil equivalent) 1 toe προσεγγιστικά ισοδυναμεί με: 10 6 kcal ή 42 GJ ή 40*10 6 Btu ή 11.6 ΜWh Ο βαθμός απόδοσης σε ηλεκτρική ενέργεια είναι κάτω από 40% 1 toe παράγει περίπου 4.4 MWh 6

Ορυκτά καύσιμα Ανανεώσιμες Πηγές ενέργειας Στερεά (Άνθρακας) Υγρά (Πετρέλαιο) Αέρια (Φυσικό Αέριο) Πυρηνικά (Ουράνιο) Ηλιακή Αιολική Εισαγωγικές έννοιες (3/3) Υδραυλική Βιομάζας Γεωθερμική Θαλάσσια (κυμάτων παλιρροιών-ρευμάτων) Βαθμός απόδοσης Βαθμός απόδοσης Ανάγκες Μεταφορές Οικιακός Βιομηχανία Τριτογενής Γεωργία-Αλιεία Βαθμός απόδοσης Ηλεκτρική ενέργεια Συμπαραγωγή ηλεκτρισμού θερμότητας 7

34.8 Ενεργειακή παραγωγή και ζήτηση ανά Ελλάδα: 32.7 Mtoe 24.1 9.3 0.04.8 Πετρέλαιο Φυσικό αέριο Άνθρακας Πυρηνική Υδροηλεκτρικά τομέα (Ελλάδα 2009) 61.9 Πρωτογενής (ΜΤΙΠ-Μtoe) Μεταφορές 9.2 (45 %) Οικιακός 4.8 24% Βιομηχανία 3.5 (17%) Τριτογενής 2.1 (10%) Γεωργία-Αλιεία 0,9 (4)% Πετρέλαιο Φυσικό αέριο Άνθρακας Πυρηνική Υδροηλεκτρικά Ηλεκτρική 52.5 TWh Ανανεώσιμες 2.8 TWh Υπόλοιπες: 55.3 TWh Εικόνα 1: Παραγωγή ενέργειας της Ελλάδας σε ποσοστά ανά είδος Σύνολο 20.5 ΜΤΙΠ Σύνολο 12.2 ΜΤΙΠ 8

Σύντομη ιστορία της ενέργειας (1/4) Η ηλιακή ενέργεια είναι το βασικό συστατικό της ζωής 400.000 έτη π.χ. Χρήση της φωτιάς με καύση βιομάζας 4 η χιλιετία π.χ. Οι Αιγύπτιοι πρώτοι χρησιμοποιούν την αιολική ενέργεια για την ναυσιπλοΐα 3 η χιλιετία π.χ. Ενδείξεις ότι οι Κινέζοι έκαιγαν άνθρακα για θέρμανση και μαγείρεμα 300 π.χ. Συγκέντρωση της ηλιακής ενέργειας με τη χρήση φακών. Αναφέρεται ότι ο Αρχιμήδης χρησιμοποίησε αυτήν την τεχνική για να κάψει ρωμαϊκά πλοία που πολιορκούσαν τις Συρακούσες (213 π.χ) 200 π.χ. Καύση φυσικού αερίου από τους Κινέζους 200 π.χ. Χρήση ανεμόμυλων από τους Κινέζους π.χ. μ.χ. μ.χ. μ.χ. Οι Έλληνες κάνουν χρήση υδρομύλων για άλεσμα δημητριακών Οι Κινέζοι χρησιμοποιούν πετρέλαιο για καύσιμο σε λάμπες φωτισμού Χρήση ρευμάτων στη ναυσιπλοΐα Ηλιακή ενέργεια για αφαλάτωση 200 μ.χ. Κατασκευή υδρόμυλων στην Ευρώπη 9

Σύντομη ιστορία της ενέργειας (2/4) 700 μ.χ. Ανεμόμυλοι κατακόρυφου άξονα χρησιμοποιούνται από τους Πέρσες για άλεσμα δημητριακών 1000 μ.χ. Ευρεία χρήση ανεμόμυλων σε όλη τη Μέση Ανατολή 1200 μ.χ. Ανεμόμυλοι οριζοντίου άξονα στην Ευρώπη 1300 μ.χ. Στην Αγγλία κατασκευάζονται ανεμόμυλοι οριζόντιου άξονα όπου το πάνω μέρος του κτίσματος μπορεί να αλλάξει διεύθυνση ώστε να εκμεταλλεύεται το σύνολο των ανέμων 1600 μ.χ. Χρήση ανεμόμυλων στην Ολλανδία για αποστράγγιση εδαφών 1600-1700 Χρήση του άνθρακα σαν καύσιμο στη Βρετανία. Ο άνθρακας γίνεται η κυρία πηγή ενέργειας τους επόμενους αιώνες 1629 O Ιταλός αρχιτέκτονας Giovanni Branca κατασκευάζει τον πρώτο στρόβιλο που αποτελείται από καυστήρα ο οποίος με στόμιο κατευθύνει ατμό προς τις ξύλινες λεπίδες ενός τροχού 1767 Ο Ελβετός Horace de Saussure, ανακαλύπτει τον πρώτο ηλιακό συλλέκτη 1774 Ο Γάλλος μηχανικός Bernard Forest de Blidor εκδίδει την πραγματεία Architecture Hydraulique για την εκμετάλλευση της υδροηλεκτρικής ενέργειας 1820 Η πρώτη γεώτρηση φυσικού αερίου γίνεται στη περιοχή της Νέας Υόρκης 10

Σύντομη ιστορία της ενέργειας (3/4) 1830 Κατασκευάζεται γεννήτρια ηλεκτρικού ρεύματος βασισμένη στις εργασίες για τον ηλεκτρομαγνητισμό του Βρετανού Faraday 1839 Ο Edmond Becquerel ανακαλύπτει ότι το ηλιακό φώς που απορροφάται από συγκεκριμένα υλικά παράγει ηλεκτρισμό 1859 Ο στρατηγός Edwin Drake κάνει την πρώτη γεώτρηση πετρελαίου στην Titusville Pennsylvania (ΗΠΑ) 1850 Οι Daniel Halladay and John Burnham βγάζουν στην αγορά τον ανεμόμυλο Halladay. Είναι κατασκευή ειδικά για τις Μεσοδυτικές πολιτείες της Αμερικής με ξύλινα πτερύγια και ανοικτό πύργο 1860 O Γάλλος August Mouchout κατασκευάζει ηλιακή γεννήτρια συγκεντρώνοντας με κάτοπτρο την ηλιακή ενέργεια ώστε να παραχθεί ατμός 1879 Ο Thomas Edison κατασκευάζει τον ηλεκτρικό λαμπτήρα 1880-90 Ο Σέρβος Nicola Tesla ανακαλύπτει το εναλλασσόμενο ρεύμα 1880 Ο Αμερικανός μηχανικός John Ericsson, κατασκευάζει μηχανή που χρησιμοποιεί την ηλιακή ενέργεια για την παραγωγή ατμού σε μηχανές πλοίων 1881 Μια γεννήτρια συνδέεται με ανεμόμυλο για την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος στον φωτισμό των δρόμων στην περιοχή της Νέας Υόρκης 1882 Ο πρώτος υδροηλεκτρικός σταθμός κατασκευάζεται στο Appleton, Wisconsin 11

Σύντομη ιστορία της ενέργειας (4/4) 1891 Ο Αμερικανός Clarence Kemp of Maryland εισάγει στην αγορά το Climax, την πρώτη συσκευή θέρμανσης νερού με ηλιακή ενέργεια 1892 Ο Poul LaCour χρησιμοποιεί ανεμόμυλους για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στη Δανία 1892 Χρήση γεωθερμικής ενέργειας για τη θέρμανση κτηρίων στο Idaho ΗΠΑ 1908 Ο William J. Bailey of the Carnegie Steel Company εφευρίσκει τους ηλιακούς συλλέκτες 1920 Η υδροηλεκτρική ενέργεια καλύπτει το 25% της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας των ΗΠΑ 1948 Ανακάλυψη του μεγαλύτερου κοιτάσματος πετρελαίου στη Σαουδική Αραβία 1950 Φωτοβολταϊκά χρησιμοποιούνται για την ενεργειακή τροφοδοσία δορυφόρων 1952 Τα πρώτα πυρηνικά εργοστάσια κατασκευάζονται στη Σοβιετική Ένωση και τις ΗΠΑ 1954 Κατασκευάζονται οι πρώτοι ηλιακοί συλλέκτες από σιλικόνη 1970 Οι ΗΠΑ αντιμετωπίζουν την πρώτη ενεργειακή κρίση. Αρχίζει το ενδιαφέρον για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και το φυσικό αέριο 12

Χρονική εξέλιξη χρήσης πηγών ενέργειας Σχήμα 1: Χρονική εξέλιξη χρήσης πηγών ενέργειας στις ΗΠΑ 13

Εισαγωγικές έννοιες (1/8) Μονάδες Δύναμη Έργο 1 dyn = 1 gr x 1 cm/sec 2 (CGS) 1 erg = 1 dyn x 1 cm (CGS) 1 N = 1 kg x 1 m/sec 2 = 10 5 dyn (MKS) 1 Joule = 1 N x 1 m = 10 7 erg (MKS) 1 kg* (kp) = 1 kg x 9,81 m/sec 2 = 9,81 N 1 kg*m = 9,81 Joule (kg = χιλιόγραμμο μάζης) Ισχύς (kg* ή kp = χιλιόγραμμο βάρους) 1 Watt = 1 Joule/sec (MKS) 1 kw = 10 3 Joule/sec = 10 2 kg*m/sec = 1,36 PS 1 PS = 75 kg*m/sec = 0,735 kw Ενέργεια 1 kwh = 10 3 x 3.600 Watt x sec = 3,6x10 6 Joule = 367.000 Kg*m 1 toe = 10 7 kcal 1 kcal = 4,2 kj 1 British thermal unit (Btu) = 0,252 kcal 14

Εισαγωγικές έννοιες (2/8) Μονάδες kwh kj kcal Btu toe 1 kwh = 1 3600 859,845 3,41x10 3 8,6x10-5 1 kj = 2,78x10-4 1 0,239 0,948 2,39x10-8 1 kcal = 1,16x10-3 4,1868 1 3,968 1x10-7 1 Btu = 2,93x10-4 1,055 0,252 1 2,52x10-8 1 toe = 11.630 4,19x10 7 10 7 3,97x10 7 1 15

Εισαγωγικές έννοιες (3/8) Καύση 1 kg και ενέργεια που αποδίδεται: άνθρακας 34 ΜJ λιγνίτης 10 ΜJ βενζίνη 44 ΜJ πετρέλαιο 42 ΜJ φυσικό αέριο 47 ΜJ ξύλο 15 ΜJ Η ημερήσια ενέργεια μεταβολισμού που χρειάζεται ένας άνθρωπος είναι περίπου 6-7,5 MJ (1400-1800 kcal). Η χημική ενέργεια που παίρνει από τις τροφές μετατρέπεται σε κινητική (κίνηση σώματος), δυναμική (σύσπαση μυών), θερμική (διατήρηση θερμοκρασίας) και ηλεκτρική (επικοινωνία εγκεφάλου με μέρη σώματος) Λαμπτήρας 100 W που λειτουργεί συνεχώς για μια ημέρα αποδίδει 2,4 kwh (8,6 MJ) Η ωριαία ενέργεια που χρειάζεται ένας άνθρωπος 75 kg ο οποίος τρέχει με 13km/hr είναι περίπου 3,5 MJ (800 kcal) Κινητήρας αυτοκινήτου 1400 cm 3 είναι 56 kw και σε μία ώρα αποδίδει 200 ΜJ Κινητήρας ενός αποδίδει 21 ΜJ Χαρακτηριστικά μεγέθη αεροπλάνου Boeing 707 είναι 21 MW και σε ένα δευτερόλεπτο Η μέση ημερήσια ηλιακή ενέργεια Ιουνίου στο εξωτερικό όριο της ατμόσφαιρας σε 1 m 2 ενός τόπου που βρίσκεται σε γεωγραφικό πλάτος 40 ο είναι 42 MJ Η μέση ημερήσια ηλιακή ενέργεια Δεκεμβρίου στο εξωτερικό όριο της ατμόσφαιρας σε 1 m 2 ενός τόπου που βρίσκεται σε γεωγραφικό πλάτος 40 ο είναι 14 MJ 16

Εισαγωγικές έννοιες (4/8) Πηγές ενέργειας Ηλιακή ακτινοβολία. Η ηλιακή ενέργεια σε ένα έτος είναι περίπου 14.000 μεγαλύτερη από την παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας (ηλιακή σταθερά (1367 W/m 2 ). Εκτός των άλλων η ενέργεια αυτή: (α) απορροφάται από τη γη και μετατρέπεται σε θερμότητα διατηρώντας τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, (β) συντηρεί τον υδρολογικό κύκλο (εξάτμιση-βροχόπτωση), (γ) συντηρεί την κατακόρυφη μεταφορά (αιολική ενέργεια, ρεύματα), και (δ) συντηρεί την φωτοσύνθεση Ορυκτά καύσιμα. Πρόκειται για τον άνθρακα, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο που προέρχονται από τα λείψανα της αρχαίας χλωρίδας και πανίδας. Είναι αποθηκευμένα για 600 εκατομμύρια έτη και η καύση τους παράγει ενέργεια τα τελευταία 300 έτη. Ο ρυθμός κατανάλωσης είναι πολλαπλάσιος από το ρυθμό δημιουργίας τους και στο μέλλον θα εξαντληθούν Βιομάζα. Η χρήση της ξεκίνησε πριν 400.000 έτη (homo erectus) και προκάλεσε τεχνολογική επανάσταση Γη. Οι θερμικές, χημικές και ραδιενεργές πηγές που βρίσκονται στο εσωτερικό της γης προκαλούν ροή ενέργειας στην επιφάνεια (της τάξης των 0,063 W/m 2) Βαρύτητα. Προέρχεται από τη σχετική θέση Γης, Ηλίου και Σελήνης και δημιουργεί τις παλίρροιες και τα θαλάσσια ρεύματα. Εκτιμάται στο 10% της γήινης ενέργειας 17

Εισαγωγικές έννοιες (5/8) Ηλεκτρική ενέργεια Μία από τις τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις της ύλης είναι η ηλεκτρομαγνητική Υπεύθυνο για την αλληλεπίδραση αυτή είναι το ηλεκτρικό φορτίο, το οποίο αποτελεί ιδιότητα των υποατομικών σωματιδίων Μία ροή ηλεκτρικού φορτίου αποτελεί το ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο διακρίνεται σε: (α) συνεχές (DC) το οποίο έχει σταθερή κατεύθυνση και (β) εναλλασσόμενο (AC) το οποίο αλλάζει συνεχώς κατεύθυνση Η ενέργεια που μεταφέρει το ηλεκτρικό ρεύμα είναι η ηλεκτρική ενέργεια Ο κύριος τρόπος για να παραχθεί ηλεκτρικό ρεύμα έγκειται στην περιστροφή ενός πηνίου εντός μαγνητικού πεδίου (Νόμος Ηλεκτρομαγνητικής Επαγωγής Faraday) Συνεπώς αυτό που απαιτείται είναι να παραχθεί μηχανικό έργο, το οποίο θα αξιοποιηθεί για την περιστροφή του πηνίου Στους σταθμούς που βασίζονται σε ορυκτά, πυρηνικά και βίο-καύσιμα, το μηχανικό έργο προκύπτει, μέσω παραγωγής ατμού, ο οποίος οδηγείται σε στρόβιλο, που με τη σειρά του κινεί την ηλεκτρογεννήτρια Στα αιολικά, τα υδροηλεκτρικά και τα συστήματα αξιοποίησης της κυματικής και παλιρροιακής ενέργειας, η ηλεκτρογεννήτρια κινείται από ρεύμα κάποιου ρευστού 18

Εισαγωγικές έννοιες (6/8) Ηλεκτρική ενέργεια Νυκτερινή φωτεινότητα Εικόνα 2: Παγκόσμιος χάρτης με την νυκτερινή φωτεινότητα 19

Εισαγωγικές έννοιες (7/8) Ηλεκτρική ενέργεια Ο σύγχρονος κόσμος βασίζει την επιβίωση και την ευημερία του στην ηλεκτρική ενέργεια, που έχει ως βασικό πλεονέκτημα την ευκολία μετατροπής σε άλλες μορφές ενέργειας Ισχύς των οικιακών συσκευών ΣΥΣΚΕΥΗ ΙΣΧΥΣ W Αυτόματος τηλεφωνητής 3 Αερόθερμο 2000 Αναμονή στερεοφωνικού-τηλεόρασης 8 Ανεμιστήρας οροφής 150 Αποκωδικοποιητής συνδρομητικής τηλεόρασης 15 Βίντεο 33 Η / P (PC) 80-350 Ηλεκτρική σκούπα 700-2000 Ηλεκτρικό θερμαντικό σώμα 2000 Ηλεκτρικό σίδερο 1000 Θερμοσίφωνας 2000-4000 Καταψύκτης 300-700 Καφετιέρα 900 Κλιματιστικό (ψύξη 9000 Btu) 1000 ΣΥΣΚΕΥΗ ΙΣΧΥΣ W Κουζίνα: Μεγάλο μάτι 2000 Κουζίνα: Μεσαίο μάτι 1500 Κουζίνα: Φούρνος απλός 2700 Λαμπτήρας Κοινός 100W 100 Λαμπτήρας Χαμηλής κατανάλωσης 20W 20 Μίξερ 180 Πλυντήριο πιάτων μεγάλο 700-3000 Πλυντήριο ρούχων 500-5000 Στεγνωτήρας μαλλιών 800-2000 Στερεοφωνικό 30 Τηλεόραση 80-300 Φούρνος μικροκυμάτων 700-2100 Φριτέζα 1600 Ψυγείο 200-700 20

Εισαγωγικές έννοιες (8/8) Πηγές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΥΣΙΜΑ Στερεά καύσιμα (Λιθάνθρακας, Λιγνίτης) Υγρά καύσιμα (Diesel, Μαζούτ) Αέρια καύσιμα (Φυσικό Αέριο) ΠΥΡΗΝΙΚΑ ΚΑΥΣΙΜΑ Ουράνιο, πλουτώνιο ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ Αιολική Ηλιακή Υδροηλεκτρική Γεωθερμία Βιομάζα Ενέργεια κυμάτων - παλιρροιών 21

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (1/9) Παγκόσμια ηλεκτρική παραγωγή Έτος 2006: 18.930 TWh Ορυκτά καύσιμα 66,2% (12.531 TWh) Πυρηνική ενέργεια 15,0% (2.840 TWh) Υδροηλεκτρική ενέργεια 16,6% (3.142 TWh) Βιομάζα 1,1% (208 TWh) Αιολική ενέργεια 0,6% (114 TWh) Γεωθερμία 0,3% (57 TWh) Μη ανανεώσιμα απορρίμματα 0,2% (38 TWh) 22

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (2/9) Εγκατεστημένη ισχύς στην Ελλάδα (2006) 6,3 % Ανανεώσιμα Παραγωγή ενέργειας στην Ελλάδα (2006) 3,4 % Ανανεώσιμα 7,0 % Εισαγωγές 17,3 % Φυσικό Αέριο 21,7 % Υδροηλεκτρικά 13,4 % Πετρέλαιο 17,0 % Φ υσικό Αέριο 10,5 % Υδροηλεκτρικά 18,0 % Πετρέλαιο 36,7 % Λιγνίτης 48,7 % Λιγνίτης Σχήμα 2: Εγκατεστημένη ισχύς στην Ελλάδα σε ποσοστά Σχήμα 3: Παραγωγή ενέργειας στην Ελλάδα σε ποσοστά 23

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (3/9) Θερμικοί σταθμοί συνδεδεμένοι στο ελληνικό σύστημα (2009) Σχήμα 4: Πίνακας με τους συνδεδεμένους θερμικούς σταθμούς στο ελληνικό σύστημα Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ, Μελέτη ανάπτυξη συστήματος μεταφοράς (2010-2014) 24

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (4/9) Θερμικοί σταθμοί συνδεδεμένοι στο σύστημα (2009) Σχήμα 5: Πίνακας με τους συνδεδεμένους θερμικούς σταθμούς στο ελληνικό σύστημα (συνέχεια) Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ, Μελέτη ανάπτυξη συστήματος μεταφοράς (2010-2014) 25

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (5/9) Υδροηλεκτρικοί σταθμοί συνδεδεμένοι στο σύστημα (2009) Σχήμα 6: Πίνακας με τους συνδεδεμένους υδροηλεκτρικούς σταθμούς στο σύστημα Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ, Μελέτη ανάπτυξη συστήματος μεταφοράς (2010-2014) 26

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (6/9) Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας το 2006 (ΤWh) Οι 10 χώρες με τη μεγαλύτερη παραγωγή United States 3.892 China 2.859 Russia 985 Japan 983 Germany 549 Canada 530 India 517 France 447 Brazil 402 S. Korea 369 67% της παγκόσμιας παραγωγής Οι 10 χώρες με τη μικρότερη παραγωγή Comoros 0,0186 Montenegro 0,0186 São Tomé and Príncipe 0,0167 Falkland Islands (Islas Malvinas) 0,0149 Kiribati 0,0093 Turks and Caicos Islands 0,0093 Saint Helena 0,0074 Niue 0,0037 Johnston Atoll 0,0020 Gaza Strip 0,0002 0.0006 % της παγκόσμιας παραγωγής 27

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (7/9) Παραγωγή παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας ανά κατηγορία (ΤWh*10 3 ) Σχήμα 7: Διάγραμμα με την παραγωγή παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας ανά κατηγορία Κόσμος: 17154 TWh EE: 2858 TWh Ελλάδα: 56 TWh (2006) 0.3% της παγκόσμιας και 2% ΕΕ Πηγή: www.eia.doe.gov/iea 28

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (8/9) Ανάλυση παραγωγής στην Ελλάδα 3.6 8.3 2009 Σύνολο: 53 TWh 2010 10,9 3,9 9.4 17.8 57.8 ΛΙΓΝΙΤΙΚΗ ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΗ 12,8 ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΠΕ ΙΣΟΖΥΓΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΩΝ -ΕΞΑΓΩΓΩΝ 52,4 3 3.2 Σχήμα 8: Ανάλυση παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα το 2009 και το 2010 σε ποσοστά 19,8 ΛΙΓΝΙΤΙΚΗ ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΟΥ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 57.8 ΑΠΕ ΙΣΟΖΥΓΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΩΝ -ΕΞΑΓΩΓΩΝ 0,2 29

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (9/9) Εγκατεστημένη ισχύς στην Ελλάδα (10/2013) Παραγωγή ενέργειας στην Ελλάδα (10/2013) Σχήμα 9: Εγκατεστημένη ισχύς και παραγωγή ενέργειας στην Ελλάδα το 2013 30

Οι παραγωγοί Ηλεκτρικής Ενέργειας (Ισχύς - ΛΑΓΗΕ 10/2013) Σχήμα 10: Ποσοστό (%) της ισχύος ανά παραγωγό (πλην ΑΠΕ) στο σύνολο της εγκατεστημένης ισχύος 31

Οι παραγωγοί Ηλεκτρικής Ενέργειας (Παραγωγή-ΛΑΓΗΕ 10/2013) Σχήμα 11: Ποσοστό (%) στο σύνολο της μηνιαίας παραγωγής 32

1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας (GWh) Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (1/3) 60.000 Διασυνδεδεμένο Σύστημα 55.000 50.000 45.000 40.000 35.000 30.000 25.000 20.000 ΑΠΕ πλην Μεγ. ΥΗΕ Φυσικό Αέριο Εισαγωγές-Εξαγωγές Μεγάλα ΥΗΕ Πετρέλαιο Λιγνίτης 15.000 10.000 5.000 0 Έτος Σχήμα 12: Χρονική εξέλιξη παραγωγής (1958-2012) σε GWh 33

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας (GWh) Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (2/3) 60.000 55.000 ΑΠΕ πλην Μεγ. ΥΗΕ Φυσικό Αέριο Διασυνδεδεμένο Σύστημα 50.000 45.000 40.000 35.000 30.000 Εισαγωγές-Εξαγωγές Μεγάλα ΥΗΕ Πετρέλαιο Λιγνίτης 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0 Έτος Σχήμα 13: Χρονική εξέλιξη παραγωγής (1990-2012) σε GWh 34

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (3/3) Για την Ελλάδα Το Πακέτο 20-20-20 ΑΠΕ: 18% της τελικής κατανάλωσης ενέργειας υποχρεωτικά μέχρι το 2020 (Οδηγία 2009/28/ΕΚ) Υποχρεωτικός στόχος 10% μέχρι το 2020 για βιοκαύσιμα Εξοικονόμηση 20% πρωτογενούς ενέργειας μέχρι το 2020 Έμφαση στην δημοπράτηση - Ηλεκτρισμός δεν παίρνει κανένα δικαίωμα δωρεάν Τομείς εκτός 2003/87/ΕΚ, μείωση κατά 4% των εκπομπών του 2005 (66.7 εκατ) μέχρι το 2020 Τομείς εντός 2003/87/ΕΚ όπως όλα τα ΚΜ, μείωση κατά 1.74% ετησίως * Πηγή: Υπουργείο Περιβάλλοντος, Ενέργειας και Κλιματικής Αλλαγής. Επιτροπή 20-20-20, 21/62010 35

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (1/22) Παράγοντες διαμόρφωσης ζήτησης Η ζήτηση ενέργειας από ένα σύστημα (π.χ. κράτος-νησί) εξαρτάται από: Τον πληθυσμό (κάτοικοι-επισκέπτες, μετανάστες) Το είδος των δραστηριοτήτων (βιομηχανία) Τις κλιματολογικές συνθήκες (θερμοκρασία, υγρασία, ηλιακή ακτινοβολία, ταχύτητα ανέμου) Διάφορα οικονομικά μεγέθη (τιμή ενέργειας, μέσο εισόδημα, ΑΕΠ κλπ) Υποδομές (δίκτυα μεταφοράς, κατοχή οικιακών συσκευών κλπ) Κοινωνικές συνθήκες (καταναλωτικές συνήθειες, ημέρες και ώρες που γίνονται διάφορες δραστηριότητες) Πολιτικές συνθήκες (εξοικονόμηση ενέργειας, περιβαλλοντικοί περιορισμοί) 36

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (2/22) Κατανάλωση (kwh ανά κάτοικο ανά έτος) Χώρα 2005 2006 2007 Iceland 27.987 31.328 36.853 Norway 25.083 24.100 24.980 Finland 16.120 17.177 17.162 Canada 17.319 16.724 16.995 Luxembourg 15,681 16,414 16,315 Kuwait 15.345 16.311 16.198 United Arab Emirates 13.759 14.622 16.165 Sweden 15.440 15.231 15.238 Bahrain 11.622 12.527 14.153 United States 13.701 13.582 13.652 Χώρα 2005 2006 2007 Haiti 36 37 30 Ethiopia 34 38 40 Benin 75 74 72 Nepal 79 80 80 Tanzania 69 69 82 Sudan 79 85 90 Cambodia 55 75 94 Myanmar 81 92 94 Togo 102 102 96 Congo 91 94 97 Ελλάδα 5.242 5.372 5.628 37

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (3/22) Γενικά στοιχεία για την Ελλάδα Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα εκτιμάται σε περίπου 5.500 kwh/άτομο/έτος, ενώ το 1990 ήταν 3.000 kwh/άτομο/έτος Η συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας είναι της τάξης των 50 TWh/έτος Η τιμή της kwh για οικιακή χρήση ξεκινά από τα 0,09 ΕURO Καταναλώνεται περισσότερη ενέργεια κατά τους μήνες με ακραίες θερμοκρασίες (χειμώνα, καλοκαίρι) και λιγότερη κατά τους μεταβατικούς μήνες (άνοιξη, φθινόπωρο) Καταναλώνεται περισσότερη ενέργεια τις καθημερινές από ότι τα Σαββατοκύριακα Εκλύονται περίπου 0,875 kg CO 2 ανά παραγόμενη kwh Οι συνθήκες θερμικής άνεσης είναι θερμοκρασία 20 ο C και σχετική υγρασία 40-60% 38

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (4/22) Σχήμα 14: Ετήσια κατανάλωση στην Ελλάδα (kwh ανά κάτοικο) 39

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (5/22) Παράδειγμα οικιακής κατανάλωσης Τριμελής οικογένεια (10/2008-2/2009) Κατηγορία kwh EURO/kWh Σύνολο (EURO) Ημερήσιο 1 833 0,08925 74 Ημερήσιο 2 833 0,11373 95 Ημερήσιο 3 417 0,13959 58 Ημερήσιο 4 432 0,18674 81 Σύνολο Ημερήσιου 2.515 308 Νυκτερινό 810 0,05279 43 Γενικό Σύνολο 3.325 351 Μέση τιμή ανά kwh: 0,105 EURO Κατανάλωση νοικοκυριού: 27,7 kwh ανά ημέρα 40

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (6/22) Παράδειγμα οικιακής κατανάλωσης Τηλεόραση (λειτουργία 6 ώρες-stand by 18 ώρες ανά ημέρα) Ώρες/έτος Ισχύς (W) kwh/έτος EURO/έτος CRT 34-37 inch 2190 198 434 43 6570 4.2 28 3 461 46 LCD 34-37 inch 2190 211 462 46 6570 1.8 12 1 474 47 Plasma 34-37 inch 2190 264 578 58 6570 3.6 24 2 602 60 Ώρες/έτος Ισχύς (W) kwh/έτος EURO/έτος Υπολογιστής 1460 220 321 32 Οθόνη 1460 150 219 22 540 54 41

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (7/22) Κατανομή σε χρήσεις (Ελλάδα-2003) 0.5 (ΕΕ-2004) 2.7 29.1 33.9 28.8 41.1 5.7 30.8 Οικιακός Εμπόριο Υπηρεσίες Γεωργία Βιομηχανία Μεταφορές Οικιακός Εμπόριο-Υπηρεσίες-Γεωργία Βιομηχανία Μεταφορές 27.4 Σχήμα 15: Κατανομή ηλεκτρικής ενέργειας σε χρήσεις στην Ελλάδα και την ΕΕ 42

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (8/22) Συσχέτιση ημερήσιας θερμοκρασίας και ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας Η ζήτηση έχει σταθμιστεί ώστε να αφαιρεθεί η ανοδική τάση που οφείλεται στην αύξηση του ΑΕΠ Αθήνα Λονδίνο Σχήμα 16: Διαγράμματα με τη μέση ημερήσια ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας και την μέση ημερήσια θερμοκρασία στην Αθήνα και το Λονδίνο Υπάρχει εποχιακή διακύμανση με τους χειμωνιάτικους μήνες να απαιτείται περισσότερη ενέργεια Η Αθήνα (όπως και άλλες μεσογειακές πόλεις) παρουσιάζει δεύτερη αιχμή τους καλοκαιρινούς μήνες λόγω της ενέργειας για ψύξη Πηγή: Factors affecting electricity demand in Athens, Greece and London, UK:A comparative assessment. B.E. Psiloglou, C. Giannakopoulos, S. Majithia, M. Petrakis, Energy 34 (2009) 1855 1863 43

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (9/22) Σχέση αιχμών ζήτησης και θερμοκρασίας Σχήμα 17: Διαγράμματα με τη συσχέτιση των αιχμών ζήτησης και θερμοκρασίας Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ, Μελέτη ανάπτυξη συστήματος μεταφοράς (2010-2014) Αθήνα Λονδίνο Σχήμα 18: Διαγράμματα με τη συνολική ημερήσια ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας και την μέση ημερήσια θερμοκρασία στην Αθήνα και το Λονδίνο Πηγή: Factors affecting electricity demand in Athens, Greece and London, UK:A comparative assessment. B.E. Psiloglou, C. Giannakopoulos, S. Majithia, M. Petrakis, Energy 34 (2009) 1855 1863 44

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (10/22) Εξέλιξη μηνιαίας ζήτησης στο έτος Οι μηνιαίες ζητήσεις έχουν διαιρεθεί με την μέση ετήσια ζήτηση Αθήνα Λονδίνο Σχήμα 19: Διαγράμματα με τη εξέλιξη της μηνιαίας ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας στην Αθήνα και το Λονδίνο Αθήνα: χειμερινοί και καλοκαιρινοί μήνες με υψηλές ζητήσεις (θέρμανση, ψύξη) Αθήνα: το Δεκέμβριο η υψηλότερη ζήτηση (Χριστούγεννα), Αύγουστο ή μικρότερη (μετακίνηση πληθυσμού) Λονδίνο: δεν υπάρχει η καλοκαιρινή αιχμή (λόγω θερμοκρασιακής άνεσης) Πηγή: Factors affecting electricity demand in Athens, Greece and London, UK:A comparative assessment. B.E. Psiloglou, C. Giannakopoulos, S. Majithia, M. Petrakis, Energy 34 (2009) 1855 1863 45

Ενέργεια (TWh) Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (11/22) 6 5 4 3 2 1 0 ΤWh (ΣΥΝΟΛΟ) ΤWh (ATTIKH) ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΪ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ Σχήμα 20: Εξέλιξη μηνιαίας ζήτησης στην Ελλάδα και την Αττική (2009) 46

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (12/22) Εξέλιξη ημερήσιας ζήτησης στην εβδομάδα Οι ημερήσιες ζητήσεις έχουν διαιρεθεί με τη μέση εβδομαδιαία ζήτηση Αθήνα Λονδίνο Σχήμα 21: Διαγράμματα με τη εξέλιξη της ημερήσιας ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας στην εβδομάδα στην Αθήνα και το Λονδίνο Σημαντική μείωση τα Σαββατοκύριακα λόγω μείωσης των δραστηριοτήτων και τη Δευτέρα λόγω αδράνειας Το Σαββατοκύριακα μικρότερες ζητήσεις τον Ιούλιο σε σχέση με τον Δεκέμβριο λόγω των εξόδων στην ύπαιθρο Πηγή: Factors affecting electricity demand in Athens, Greece and London, UK:A comparative assessment. B.E. Psiloglou, C. Giannakopoulos, S. Majithia, M. Petrakis, Energy 34 (2009) 1855 1863 47

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (13/22) Εξέλιξη ωριαίας ζήτησης στην ημέρα Οι ωριαίες ζητήσεις έχουν διαιρεθεί με τη μέση μηνιαία ζήτηση Αθήνα Λονδίνο Σχήμα 22: Διαγράμματα με τη εξέλιξη της ωριαίας ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας στην ημέρα στην Αθήνα και το Λονδίνο Στην Αθήνα αιχμή το μεσημέρι λόγω δραστηριοτήτων και δεύτερη αιχμή το βράδυ λόγω φωτισμού Στο Λονδίνο σταθερή ζήτηση μέχρι το απόγευμα γιατί πολλές δραστηριότητες συνεχίζονται Στη Αθήνα η βραδινή αιχμή τον Ιούλιο εξαφανίζεται γιατί οι άνθρωποι μένουν έξω Πηγή: Factors affecting electricity demand in Athens, Greece and London, UK:A comparative assessment. B.E. Psiloglou, C. Giannakopoulos, S. Majithia, M. Petrakis, Energy 34 (2009) 1855 1863 48

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (14/22) Σχήμα 23: Εξέλιξη μηνιαίας ζήτησης (TWh) τα έτη 2003-2013 49

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (15/22) Σχήμα 24: Σύγκριση μηνιαίας ζήτησης (TWh) στα έτη 2003-2013 Σχήμα 25: Σύγκριση μηνιαίας ζήτησης (TWh) στα έτη 2004,2007,2009,2013 50

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (16/22) Φθινόπωρο Χειμώνας Σχήμα 26: Μέσο φορτίο (MW) ανά ώρα της ημέρας το φθινόπωρο και το χειμώνα 51

Άνοιξη Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (17/22) Καλοκαίρι Σχήμα 27: Μέσο φορτίο (MW) ανά ώρα της ημέρας την άνοιξη και το καλοκαίρι 52

ΙΣΧΥΣ (MW) Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (18/22) 23/7/2007 Στιγμιαία 10610 ΜW (Μέγιστη παρατηρημένη) 14000 22/7/2008 Στιγμιαία 10393 ΜW 24/7/2009 14:00 9828 ΜW 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 ΜΕΣΗ ΕΤΗΣΙΑ ΜΕΣΗ ΜΗΝΙΑΙΑ ΜΕΓΙΣΤΗ ΩΡΙΑΙΑ ΕΓΚΑΤΕΣΤΗΜΕΝΗ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΪ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ Σχήμα 28: Απαιτήσεις ισχύος το 2009 σε ετήσια, μηνιαία και ωριαία βάση 53

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (19/22) Χαρακτηριστικά αιχμών ζήτησης το 2009 ΜΕΓΙΣΤΗ ΩΡΙΑΙΑ ΙΣΧΥΣ (MW) ΗΜΕΡΑ ΩΡΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΣΤΟ ΡΟΥΦ ( ο C) ΙΑΝ 8332 ΤΡΙΤΗ 19 8 ΦΕΒ 8358 ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 20 9 ΜΑΡ 7809 ΠΕΜΠΤΗ 20 12 ΑΠΡ 7331 ΔΕΥΤΕΡΑ 21 12 ΜΑΪ 7515 ΔΕΥΤΕΡΑ 14 31 ΙΟΥΝ 9106 ΠΕΜΠΤΗ 14 36 ΙΟΥΛ 9828 ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 14 40 ΑΥΓ 9402 ΤΡΙΤΗ 14 36 ΣΕΠ 8345 ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 14 34 ΟΚΤ 7361 ΠΕΜΠΤΗ 21 14 ΝΟΕ 7822 ΤΡΙΤΗ 20 15 ΔΕΚ 8171 ΔΕΥΤΕΡΑ 19 4 54

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (20/22) Επίδραση υψομέτρου Bαθμοημέρες* θέρμανσης τεσσάρων πόλεων που βρίσκονται στο ίδιο γεωγραφικό πλάτος (θερμοκρασία βάσης 20 ο C) * Σε ένα έτος προσδιορίζονται οι ημέρες που η θερμοκρασία (Τ) είναι κάτω από τους 20 o C και αθροίζονται οι ποσότητες (20-Τ) Σχήμα 29: Συσχέτιση θερμοκρασίας, υψομέτρου και ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας τεσσάρων πόλεων που βρίσκονται στο ίδιο γεωγραφικό πλάτος Ετήσια κατανάλωση ενέργειας (kwh) Οι ανάγκες του Μετσόβου σε θερμότητα είναι κατά 266% μεγαλύτερες σε σχέση με την παραθαλάσσια Κέρκυρα Σχήμα 30: Διάγραμμα με την ετήσια κατανάλωση ενέργειας ανά κάτοικο και νοικοκυριό σε δυο πόλεις διαφορετικού υψομέτρου 55

Ισχύς (MW) Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (21/22) 10000 2001 (Ι= 775 MW, E=13,4 GW h) 2002 (I= 690 MW, E=13,1 GW h) 2003 (I= 620 MW, E=10,6 GW h) 9500 2004 (I=1050 MW, E=13,4 GW h) 2005 (I=1070 MW, E=13,6 GW h) 2006 (Ι=967 MW, E=12,5 GW h) 9000 8500 8000 7500 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Ώρες το Έτος Σχήμα 31: Αιχμή 50 ωρών (2001-2006) για το Διασυνδεδεμένο Σύστημα 56

Ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (22/22) Σχήμα 32: Πίνακας με την πρόβλεψη εξέλιξης ζήτησης και αιχμής στην Ελλάδα Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ, Μελέτη ανάπτυξη συστήματος μεταφοράς (2010-2014) 57

Μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας (1/4) Καύσιμη ύλη- Νερό-Αέρας-Ήλιος Σταθμός παραγωγής Γεννήτρια Μετασχηματιστής Εικόνα 3: Παραδείγματα σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Σύστημα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας (δίκτυο υψηλής και υπερύψηλής τάσης) Υποσταθμός Δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας (μέσης και χαμηλής τάσης) Εικόνα 4: Παραδείγματα συστημάτων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας Κατανάλωση Εικόνα 5: Παραδείγματα κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας 58

Μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας (2/4) Στους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρισμού, παράγεται από την ηλεκτρογεννήτρια ηλεκτρικό ρεύμα με μία ορισμένη τιμή τάσης (6.6 kv) Η τάση μέσω μετασχηματιστών ανυψώνεται σε υψηλές (66 και 150 kv) και υπερυψηλές τιμές (400 kv) ώστε να μειωθούν οι απώλειες μεταφοράς Με το Σύστημα Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας (το δίκτυο υψηλής και υπερυψηλής τάσης) η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται προς τους υποσταθμούς. Στους υποσταθμούς η τιμή της τάσης υποβιβάζεται για να διανεμηθεί στους καταναλωτές Με το Δίκτυο Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας (μέσης και χαμηλής τάσης), η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται από τους υποσταθμούς στους καταναλωτές Στον οικιακό τομέα η τιμή της τάσης του ηλεκτρικού ρεύματος είναι 230V 59

Μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας (3/4) Κύριο χαρακτηριστικό του Ελληνικού Διασυνδεδεμένου Συστήματος είναι η μεγάλη συγκέντρωση σταθμών παραγωγής στο βόρειο τμήμα της χώρας (Δυτική Μακεδονία, περιοχή Πτολεμαΐδας), ενώ το κύριο κέντρο κατανάλωσης βρίσκεται στο Νότο (περιοχή Αττικής). Δεδομένου ότι και οι διεθνείς διασυνδέσεις με Βουλγαρία και ΠΓΔΜ είναι στο Βορρά, υπάρχει μεγάλη γεωγραφική ανισορροπία μεταξύ παραγωγής και φορτίων. Το γεγονός αυτό οδηγεί στην ανάγκη μεταφοράς μεγάλων ποσοτήτων ισχύος κατά το γεωγραφικό άξονα Βορρά Νότου, η οποία εξυπηρετείται κυρίως από έναν κεντρικό κορμό 400kV αποτελούμενο από τρεις γραμμές μεταφοράς 400kV διπλού κυκλώματος. Οι γραμμές αυτές συνδέουν το κύριο κέντρο παραγωγής (Δυτική Μακεδονία) με τα ΚΥΤ που βρίσκονται πέριξ της ευρύτερης περιοχής της Πρωτεύουσας. Η μεγάλη γεωγραφική ανισορροπία μεταξύ παραγωγής και κατανάλωσης είχε οδηγήσει στο παρελθόν σε σημαντικά προβλήματα τάσεων. Η ένταξη νέων μονάδων παραγωγής στο Νότιο Σύστημα αναμένεται να διαφοροποιήσει σημαντικά αυτή τη γεωγραφική ανισορροπία στο άμεσο μέλλον. Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ, Μελέτη ανάπτυξη συστήματος μεταφοράς (2010-2014) 60

Μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας (4/4) Σχήμα 33: Διάγραμμα διασυνδέσεων με άλλες χώρες Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ, Μελέτη ανάπτυξη συστήματος μεταφοράς (2010-2014) 61

Εισαγωγές-Εξαγωγές ηλεκτρικής ενέργειας (10/2013) Σχήμα 34: Διάγραμμα με τις ημερήσιες εισαγωγές-εξαγωγές ηλεκτρικής ενέργειας (10/2013) 62

Εισαγωγές Εξαγωγές ηλεκτρικής ενέργειας (10/2013) Σχήμα 35: Εισαγωγές εξαγωγές ηλεκτρικής ενέργειας σε ποσοστά ανά χώρα 63

Μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας Αυτόνομα-μη διασυνδεδεμένα νησιά Μεγάλες διακυμάνσεις μεταξύ χειμώνακαλοκαιριού και ημέραςνύχτας Τοπικοί πετρελαϊκοί σταθμοί Ευαίσθητα δίκτυα Υψηλό κόστος παραγόμενης ενέργειας Εξάρτηση από την τιμή του πετρελαίου Εικόνα 6: Διασύνδεση νησιών με υποβρύχιους αγωγούς 64

Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (1/12) Η τροφοδότηση του ηλεκτρικού δικτύου με ενέργεια, έχει δύο βασικούς περιορισμούς: Το δίκτυο πρέπει συνεχώς να τροφοδοτείται με ακριβώς τόση ενέργεια όση καταναλώνεται για αυτό και η παραγωγή πρέπει να μεταβάλλεται συνεχώς Ο χρόνος ενεργοποίησης και μεταβολής του φορτίου των σταθμών παραγωγής είναι διαφορετικός. Η τάξη μεγέθους του χρόνου αυτού είναι ημέρες για τους λιγνιτικούς, ώρες για τους σταθμούς φυσικού αερίου και λεπτά για τους υδροηλεκτρικούς Κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας Οι αιχμές ζήτησης φορτίου καθορίζουν τη συνολική ισχύ που πρέπει να υπάρχει εγκατεστημένη (Μονάδες Αιχμής) Ώρες ημέρας 12:00 24:00 Το κατώφλι ζήτησης φορτίου καθορίζει την τιμή της ισχύος που αδιάλειπτα πρέπει να παρέχεται (Μονάδες Βάσης) Σχήμα 36: Διάγραμμα με την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας ανά ώρα ημέρας με τις μονάδες βάσης και αιχμής 65

ΦΟΡΤΙA (ΜW) Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (2/12) Διασυνδεδεμένο Σύστημα: Ημερήσια Παραγωγή (ανά ώρα) Φθινόπωρο: (Τρίτη 10/10/2006) 7.500 7.000 6.500 6.000 5.500 5.000 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 ΜΙΚΡΑ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΑ (ΔΕΗ) ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΕΣ - ΕΞΑΓΩΓΕΣ ΛΟΙΠΑ ΑΠΕ & ΕΚΧΥΣΕΙΣ ΑΝΤΛΗΣΗ ΛΙΓΝΙΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ - ΑΝΤΛΗΣΗ 2.000 1.500 1.000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ΧΡΟΝΟΣ (ΩΡΕΣ) Σχήμα 37: Ημερήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (ανά ώρα) στις 10/10/2006 66

ΦΟΡΤΙA (ΜW) Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (3/12) Διασυνδεδεμένο Σύστημα: Ημερήσια Παραγωγή (ανά ώρα) Φθινόπωρο: (Τρίτη 11/10/2011) 7.500 7.000 6.500 6.000 5.500 5.000 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 ΑΥΤΟΠΑΡΑΓΩΓΟΙ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΕΣ - ΕΞΑΓΩΓΕΣ ΑΠΕ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΙ ΑΥΤΟΠΑΡΑΓΩΓΟΙ ΑΝΤΛΗΣΗ ΛΙΓΝΙΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ - ΑΝΤΛΗΣΗ 1.500 1.000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ΧΡΟΝΟΣ (ΩΡΕΣ) Σχήμα 38: Ημερήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (ανά ώρα) στις 11/10/2011 67

ΦΟΡΤΙA (MW) Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (4/12) Διασυνδεδεμένο Σύστημα: Ημερήσια Παραγωγή (ανά ώρα) Καλοκαίρι: (Τρίτη 27/06/2006) 9.000 8.500 8.000 7.500 7.000 6.500 6.000 5.500 5.000 4.500 4.000 3.500 3.000 ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΕΣ - ΕΞΑΓΩΓΕΣ ΛΟΙΠΑ ΑΠΕ & ΕΚΧΥΣΕΙΣ ΑΝΤΛΗΣΗ ΛΙΓΝΙΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ - ΑΝΤΛΗΣΗ 2.500 2.000 1.500 1.000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ΧΡΟΝΟΣ (ΩΡΕΣ) Σχήμα 39: Ημερήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (ανά ώρα) στις 27/06/2006 68

ΦΟΡΤΙA (kw) Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (5/12) Διασυνδεδεμένο Σύστημα: Ημερήσια Παραγωγή (ανά ώρα) Καλοκαίρι: (Τρίτη 26/06/2007) 11.000.000 10.000.000 9.000.000 8.000.000 7.000.000 6.000.000 5.000.000 4.000.000 3.000.000 ΜΙΚΡΑ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΑ (ΔΕΗ) ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΕΣ - ΕΞΑΓΩΓΕΣ ΛΟΙΠΑ ΑΠΕ & ΕΚΧΥΣΕΙΣ ΑΝΤΛΗΣΗ ΛΙΓΝΙΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ - ΑΝΤΛΗΣΗ 2.000.000 1.000.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ΧΡΟΝΟΣ (ΩΡΕΣ) Σχήμα 40: Ημερήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (ανά ώρα) στις 26/06/2007 69

ΦΟΡΤΙA (ΜW) Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (6/12) Διασυνδεδεμένο Σύστημα: Ημερήσια Παραγωγή (ανά ώρα) Καλοκαίρι: (Τρίτη 28/06/2011) 7.500 7.000 6.500 6.000 5.500 5.000 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 ΑΥΤΟΠΑΡΑΓΩΓΟΙ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΕΣ - ΕΞΑΓΩΓΕΣ ΑΠΕ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΙ ΑΥΤΟΠΑΡΑΓΩΓΟΙ ΑΝΤΛΗΣΗ ΛΙΓΝΙΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ - ΑΝΤΛΗΣΗ 1.500 1.000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ΧΡΟΝΟΣ (ΩΡΕΣ) Σχήμα 41: Ημερήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (ανά ώρα) στις 28/06/2011 70

ΦΟΡΤΙA (kw) Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (7/12) Διασυνδεδεμένο Σύστημα: Ημερήσια Παραγωγή (ανά ώρα) Μέγιστο Φορτίο Έτους (2007) ΦΟΡΤΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ (Μέγιστο έτους 2007, 23/07, 14:00) 11.000.000 10.000.000 9.000.000 8.000.000 7.000.000 6.000.000 5.000.000 4.000.000 ΜΙΚΡΑ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΑ (ΔΕΗ) ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΕΣ - ΕΞΑΓΩΓΕΣ ΛΟΙΠΑ ΑΠΕ & ΕΚΧΥΣΕΙΣ ΑΝΤΛΗΣΗ ΛΙΓΝΙΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ - ΑΝΤΛΗΣΗ 3.000.000 2.000.000 1.000.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ΧΡΟΝΟΣ (ΩΡΕΣ) Σχήμα 42: Ημερήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (ανά ώρα) στις 23/07/2007 71

ΦΟΡΤΙA (kw) Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (8/12) Διασυνδεδεμένο Σύστημα: Ημερήσια Παραγωγή (ανά ώρα) Μέγιστο Φορτίο Έτους (2010) ΦΟΡΤΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ (Μέγιστο έτους 2010, 15/07, 14:00) 10.000.000 9.000.000 8.000.000 7.000.000 6.000.000 5.000.000 4.000.000 3.000.000 ΜΙΚΡΑ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΑ (ΔΕΗ) ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΕΣ - ΕΞΑΓΩΓΕΣ ΛΟΙΠΑ ΑΠΕ & ΕΚΧΥΣΕΙΣ ΛΙΓΝΙΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ - ΑΝΤΛΗΣΗ 2.000.000 1.000.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ΧΡΟΝΟΣ (ΩΡΕΣ) Σχήμα 43: Ημερήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (ανά ώρα) στις 15/07/2010 72

Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (9/12) Η μεταβολή της παραγωγής ώστε να ισούται με την κατανάλωση πραγματοποιείται με την παρακάτω διαδικασία: Όταν η ΔΕΗ προγραμματίζει την παραγωγή ενέργειας για τους επόμενους μήνες, με βάση την προηγούμενη εμπειρία για το ποια είναι η κατανάλωση κάθε μήνα, καθώς και τις διεθνείς τιμές ενέργειας, κάνει διεθνείς συμφωνίες για αγορά ή πώληση ενέργειας. Έτσι, άλλους μήνες αγοράζει ενέργεια και άλλους μήνες πουλά ενέργεια, πράγμα που επηρεάζει το ενεργειακό ισοζύγιο. Όταν προγραμματίζει την παραγωγή ενέργειας για τις επόμενες μέρες, με βάση την προηγούμενη εμπειρία και την πρόγνωση του καιρού, μπορεί να μεταβάλλει την «ενέργεια βάσης», δηλαδή την ελάχιστη ισχύ της ημέρας, αυξομειώνοντας την ισχύ των λιγνιτικών σταθμών. Όταν προγραμματίζει την παραγωγή για τις επόμενες ώρες, μπορεί να μεταβάλλει την ισχύ μικρών θερμοηλεκτρικών σταθμών, ιδιαίτερα σταθμών φυσικού αερίου, που έχουν σχετικά γρήγορη απόκριση. Η ρύθμιση της παραγωγής ενέργειας ώστε να προσαρμόζεται στην κατανάλωση από λεπτό σε λεπτό γίνεται μεταβάλλοντας την παραγωγή των υδροηλεκτρικών σταθμών, που έχουν απόκριση λίγων λεπτών Τέλος με τη χρήση αεριοστροβίλων επιτυγχάνεται η κάλυψη των αιχμών σε χρονική κλίμακα λεπτού 73

Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (10/12) Φορείς Ρυθμιστική Αρχή Ενέργειας (ΡΑΕ) Παρακολούθηση και έλεγχος λειτουργίας αγοράς ενέργειας Εισηγήσεις για τήρηση κανόνων ανταγωνισμού και προστασία καταναλωτών Γνωμοδοτήσεις προς τον Υπουργό Ανάπτυξης για αδειοδότηση εγκαταστάσεων μονάδων ΑΠΕ Παρακολούθηση πορείας υλοποίησης έργων μέσω τριμηνιαίων δελτίων Δημοσίευση αρχείου αιτήσεων για άδεια παραγωγής και προμήθειας ηλεκτρικής ενέργειας Διαχειριστής Ελληνικού Συστήματος Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΔΕΣΜΗΕ) Αντικατεστάθει πρόσφατα από τους ΑΔΜΗΕ (Ανεξάρτητος Διαχειριστής Μεταφοράς ΗΕ) και ΛΑΓΗΕ (Λειτουργός ΑΓοράς ΗΕ) Διαχείριση λειτουργίας Συστήματος Μεταφοράς Καταγραφή οικονομικών υποχρεώσεων μεταξύ παραγωγών πελατών καταναλωτών Ακριβής καταμέτρηση των διακινούμενων ποσοτήτων ενέργειας Συμμετοχή στη διαμόρφωση κανόνων λειτουργίας και υποστήριξη ενεργειακή αγοράς με εκπόνηση μελετών για τις ανάγκες του συστήματος 74

Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (11/12) Λειτουργία ενεργειακής αγοράς Ρ.Α.Ε. Ρυθμιστική Αρχή Ενέργειας Γνωμοδοτήσεις για άδειες παραγωγής Γνωμοδοτήσεις για ενεργειακή πολιτική Παρακολούθηση της ενεργειακής αγοράς Δ.Ε.Σ.Μ.Η.Ε. (Α.Δ.Μ.Η.Ε. + Λ.ΑΓ.Η.Ε.) Διαχειριστής Ελληνικού Συστήματος Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας Υπουργείο Ανάπτυξης Γενική εποπτεία και έλεγχος του συστήματος Καταναλωτές ΗΕΠ Παραγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας Καθορίζουν τη ζήτηση Διοχέτευση ενέργειας με βάση τον ΗΕΠ Με βάση τη ζήτηση κάθε μέρα μέχρι τις 12.00 γίνεται ο Ημερήσιος Ενεργειακός Προγραμματισμός (ΗΕΠ), με στόχο την ελάχιστη δαπάνη. Ο ΔΕΣΜΗΕ (που έχει ήδη διαχωριστεί στους Α.Δ.Μ.Η.Ε. + Λ.ΑΓ.Η.Ε.) καταστρώνει το πρόγραμμα, κατανέμει το φορτίο και υπολογίζει την οριακή τιμή συστήματος 75

Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (12/12) Σχήμα 44: Καμπύλη διάρκειας φορτίου και συμμετοχή πηγών ενέργειας (2008) Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ, Μελέτη ανάπτυξη συστήματος μεταφοράς (2010-2014) 76

Φορτίο (MW) 0 Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Διασυνδεδεμένο Σύστημα 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 Αεροστρόβιλοι στην Αιχμή (14 GWh, 542 MW) Ενδιάμεσο Φορτίο (14222GWh, 2250 MW) Υδροηλεκτρικά στην Αιχμή (3453 GWh, 2500 MW) 3000 2000 1000 0 Υπόλ. Φορτίου Βάσης (31098 GWh, 3550 MW) Υδροηλεκτρικά στη Βάση (1752 GWh, 200 MW) Ώρες Σχήμα 45: Καμπύλη διαρκείας φορτίου (2003) 77

Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (1/5) Υδροηλεκτρικά έργα με δυνατότητα αποθήκευσης της ενέργειας Αυτού του είδους τα υδροηλεκτρικά έργα έχουν δύο ταμιευτήρες (λίμνες), έναν πάνω και έναν κάτω, και το νερό, όταν ρέει από τον πάνω προς τον κάτω, γυρίζει την τουρμπίνα και παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Όταν υπάρχει πλεόνασμα ενέργειας στο δίκτυο, η τουρμπίνα λειτουργεί ως αντλία, χρησιμοποιώντας την περίσσεια ενέργειας του δικτύου για να αντλεί το νερό από κάτω προς τα πάνω. Η ΔΕΗ έχει δύο τέτοια έργα, τη Σφηκιά και το Θησαυρό. Ένα υδροηλεκτρικό όπως η Σφηκιά, που έχει ισχύ 315 MW, μπορεί από πλευράς ισχύος να υποστηρίξει μέχρι 1000 MW αιολικής ενέργειας, γιατί μπορεί είτε να δίνει ισχύ 315 MW όταν λειτουργεί κανονικά, είτε να απορροφά ισχύ 315 MW όταν λειτουργεί αντίστροφα, δηλαδή δίνει στο δίκτυο μια διαφορά μέχρι 630 MW η οποία γενικά είναι αρκετή για να αντισταθμίσει ανεμογεννήτριες 1000 MW, γιατί στατιστικώς είναι απίθανο να σταματήσουν όλες μαζί ή να λειτουργούν όλες μαζί, οπότε γενικά παράγουν μεταξύ 200 και 800 MW. Όμως, παίζει ρόλο και η χωρητικότητα των ταμιευτήρων. Στην περίπτωση της Σφηκιάς, ο περιοριστικός παράγοντας είναι κυρίως η χωρητικότητα του κάτω ταμιευτήρα, γιατί, λαμβάνοντας υπόψη και το νερό που χρησιμοποιείται για άρδευση, το υδροηλεκτρικό μπορεί να λειτουργήσει αντίστροφα μόνο μέχρι 3 ώρες το καλοκαίρι και 5 το χειμώνα. 78

Οριακή Τιμή Ενέργειας ( /MWh) Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (2/5) 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 60,33 36,77 Ελληνικό Διασυνδεδεμένο Σύστημα Ημερήσια Καμπύλη Διαρκείας Οριακών Τιμών Συστήματος (πηγή ΔΕΣΜΗΕ, τιμές ανά ώρα από 19.11.2001 έως 16.1.2006) 20,26 19.11.2001-16.1.2006 Μ.Ο. 36,18 /MWh Αιχμή Ενδιάμεση Ζώνη Βάση 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Χρόνος (ποσοστό % της ημέρας) Μ.Ο. 36,18 /MWh Σχήμα 46: Ημερήσια καμπύλη διαρκείας οριακών τιμών συστήματος από το 2001-2006 79

Οριακή Τιμή Ενέργειας ( /MWh) Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (3/5) 90 Ελληνικό Διασυνδεδεμένο Σύστημα Ημερήσια Καμπύλη Διαρκείας Οριακών Τιμών Συστήματος (πηγή ΔΕΣΜΗΕ, τιμές ανά ώρα από 17.1.2006 έως 28.2.2007) 85 80 75 75,10 70 65 Μ.Ο. 65,79 /MWh 60 55 56,27 50 45 40 17.1.2006-28.2.2007 Μ.Ο. 65,79 /MWh 35 30 25 28,85 20 15 10 Αιχμή Ενδιάμεση Ζώνη Βάση 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Χρόνος (ποσοστό % της ημέρας) Σχήμα 47: Ημερήσια καμπύλη διαρκείας οριακών τιμών συστήματος από το 2006-2007 80

Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (4/5) Συμμετοχή των ΑΠΕ Η αιολική και η ηλιακή ενέργεια έχουν την ιδιαιτερότητα ότι δεν παράγονται όταν το σύστημα τις χρειάζεται, αλλά όταν οι καιρικές συνθήκες είναι κατάλληλες. Επομένως εισάγουν επιπλέον πολυπλοκότητα στο (ήδη περίπλοκο) σύστημα διαχείρισης της ενέργειας, αφού ο διαχειριστής πρέπει επιπλέον να αυξομειώνει την παραγόμενη ενέργεια από τους άλλους σταθμούς ακολουθώντας την αυξομείωση της παραγόμενης αιολικής και ηλιακής ενέργειας. Για να συμμετάσχει η αιολική ενέργεια κατά 20% στο ενεργειακό ισοζύγιο, χρειάζονται ανεμογεννήτριες εγκατεστημένης ισχύος περίπου 3 GW. Σήμερα η συνολική εγκατεστημένη αιολική ισχύς είναι περίπου 1.3 GW, αλλά αφορά και τα νησιά που δεν συνδέονται με το ηπειρωτικό δίκτυο. Μελέτη του ΕΜΠ* καταλήγει στο συμπέρασμα ότι αυτό δεν είναι εφικτό χωρίς την αλλαγή υποδομών αφού η ΔΕΗ δεν θα μπορεί να διαχειριστεί την ενέργεια, καθόσον μάλιστα η νομοθεσία την υποχρεώνει να αγοράζει όλη την παραγόμενη ενέργεια από ΑΠΕ ανεξάρτητα από το αν τη χρειάζεται. Για να μπορέσει λοιπόν να αυξηθεί η συμμετοχή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας χρειάζονται σημαντικές επεμβάσεις όπως η κατασκευή υδροηλεκτρικών έργων με δυνατότητα αποθήκευσης ενέργειας, και η δρομολόγηση διεθνών συμφωνιών για ανταλλαγή ενέργειας προσαρμοζόμενη σε πραγματικό χρόνο. * Ε. Διαλυνάς, Ν. Χατζηαργυρίου, Σ. Παπαθανασίου, και Κ. Βουρνάς, Μελέτες ορίων αιολικής διείσδυσης, Εργαστήριο Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, 2007 81

Διαχείριση ηλεκτρικής ενέργειας (5/5) 30 25 2009 ΣΥΜΜEΤΟΧH ΥΗ ΣΤΗΝ ΑΙΧΜΗ (%) ΣΥΜΜEΤΟΧH ΥΗ ΣΤΟ ΣΥΝΟΛΟ (%) 20 15 10 5 0 ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΪ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ Σχήμα 48: Συμμετοχή των ΥΗΣ στην κάλυψη αιχμών 82

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (1/16) Οι Ήπιες Μορφές Ενέργειας (ΗΜΕ) είναι μορφές εκμεταλλεύσιμης ενέργειας που προέρχεται από διάφορες φυσικές διαδικασίες, όπως ο άνεμος, η γεωθερμία, η κυκλοφορία του νερού και άλλες. Ο όρος "ήπιες" αναφέρεται σε δυο βασικά χαρακτηριστικά τους: Δεν απαιτείται κάποια ενεργητική παρέμβαση για την εκμετάλλευσή τους (εξόρυξη, άντληση, καύση), αλλά απλώς η εκμετάλλευση της ήδη υπάρχουσας ροής ενέργειας στη φύση. Πρόκειται για μορφές ενέργειας οι οποίες που δεν αποδεσμεύουν υδρογονάνθρακες, διοξείδιο του άνθρακα ή τοξικά και ραδιενεργά απόβλητα Οι τεχνολογίες αυτές αναφέρονται και ως Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας δεδομένου ότι το βασικό τους χαρακτηριστικό είναι η διαχρονική τους ανανέωση και η απεριόριστη διαθεσιμότητά τους. Ακόμη είναι γνωστές και σαν Εναλλακτικές Μορφές Ενέργειας γιατί αποτελούν σήμερα εναλλακτικές λύσεις για την παραγωγή ενέργειας αντί των συμβατικών Σήμερα οι Ήπιες Μορφές Ενέργειας χρησιμοποιούνται είτε άμεσα (κυρίως για θέρμανση) είτε μετατρεπόμενες σε άλλες μορφές ενέργειας (κυρίως ηλεκτρισμό ή μηχανική ενέργεια). Υπολογίζεται ότι το τεχνικά εκμεταλλεύσιμο ενεργειακό δυναμικό από τις μορφές αυτές είναι πολλαπλάσιο της παγκόσμιας συνολικής κατανάλωσης. 83

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (2/16) Αιολική ενέργεια. Χρησιμοποιείται η ένταση του ανέμου. Τα τελευταία χρόνια έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Ηλιακή ενέργεια. Χρησιμοποιείται η ηλιακή ακτινοβολία. Η χρήση της για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος προωθείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση. Υδατοπτώσεις. Χρησιμοποιείται η κινητική ενέργεια του νερού. Είναι η πιο διαδεδομένη μορφή ανανεώσιμης ενέργειας. Βιομάζα. Χρησιμοποιούνται οι υδατάνθρακες των φυτών με σκοπό την αποδέσμευση της ενέργειας που δεσμεύτηκε απ' το φυτό με τη φωτοσύνθεση. Είναι μια πηγή ενέργειας με πολλές δυνατότητες και εφαρμογές. Γεωθερμική ενέργεια. Προέρχεται από τη θερμότητα που παράγεται απ' τη ραδιενεργό αποσύνθεση των πετρωμάτων της γης. Είναι εκμεταλλεύσιμη εκεί όπου η θερμότητα ανεβαίνει με φυσικό τρόπο στην επιφάνεια. Ενέργεια από τη θάλασσα. Παλίρροιες. Εκμεταλλεύεται την ανύψωση της στάθμης του νερού η οποία προκαλείται από δυνάμεις βαρύτητας. Κύματα. Εκμεταλλεύεται την κινητική ενέργεια των κυμάτων της θάλασσας. Ρεύματα. Εκμεταλλεύεται την κινητική ενέργεια των θαλασσίων ρευμάτων. 84

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (3/16) Πλεονεκτήματα Είναι ανεξάντλητες, σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα. Είναι πολύ φιλικές προς το περιβάλλον, έχοντας σχεδόν μηδενικά κατάλοιπα και απόβλητα. Μπορούν να αποτελέσουν εναλλακτική πρόταση σε σχέση με την οικονομία του πετρελαίου. Είναι ευέλικτες εφαρμογές που μπορούν να παράγουν ενέργεια ανάλογη με τις ανάγκες του επί τόπου πληθυσμού σε απομεμακρυσμένες περιοχές Στις περισσότερες εφαρμογές ο εξοπλισμός είναι κατασκευαστικά απλός και με μεγάλο χρόνο ζωής. Η υλοποίηση ΑΠΕ σήμερα επιδοτείται από τις περισσότερες κυβερνήσεις. Μειονεκτήματα Έχουν αρκετά μικρό συντελεστή απόδοσης και γι αυτό απαιτείται αρκετά μεγάλο αρχικό κόστος εφαρμογής. Η απόδοση της αιολικής, υδροηλεκτρικής και ηλιακής ενέργειας εξαρτάται από την εποχή του έτους, το γεωγραφικό πλάτος και το κλίμα της περιοχής στην οποία εγκαθίστανται. Για τις αιολικές μηχανές υπάρχει η άποψη ότι δεν είναι κομψές από αισθητική άποψη κι ότι προκαλούν θόρυβο και θανάτους πουλιών. Σήμερα τα προβλήματα αυτά έχουν επιλυθεί. 85

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (4/16) Εικόνα 7: Στόχος του 2020 της Ε.Ε. για τις Α.Π.Ε. 86

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (5/16) Χώρα Νερό Άνεμος Βιομάζα Γεωθερμία Σύνολο 2001 (%) 2010 (%) Γερμανία 20,5 10,5 5,3 36,3 6,2 12,5 Αυστρία 40,2 0,2 1,8 42,2 67,3 78,1 Βέλγιο 0,4 0,0 0,9 1,4 1,6 6,0 Δανία 0,0 4,3 2,1 6,4 17,4 29,0 Ισπανία 41,0 7,0 3,3 51,3 21,2 29,4 Φιλανδία 13,2 0,1 8,4 21,7 25,7 35,0 Γαλλία 75,0 0,1 3,6 78,7 16,4 21,0 Ελλάδα 2,1 0,8 0,0 2,9 5,1 20,1 Ιρλανδία 0,6 0,3 0,1 1,0 4,2 13,2 Ιταλία 46,8 1,2 2,6 4,5 55,1 16,8 25,0 Λουξεμβούργο 0,0 0,0 0,1 0,1 1,5 5,7 Ολλανδία 0,1 0,8 3,5 4,4 4,0 12,0 Πορτογαλία 14,0 0,3 1,6 0,1 16,0 34,2 45,6 Βρετανία 4,1 1,0 5,0 10,0 2,5 10,0 Σουηδία 79,1 0,5 3,9 83,4 54,1 60,0 Σύνολο Ε.Ε 337,1 27,0 42,1 4,6 410,9 15,2 22,1 Σχήμα 49: Πίνακας με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ στην ΕΕ το 2001 και 2010 (TWh) 87

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (6/16) Σχήμα 50: Πίνακας με την ισχύ σταθμών παραγωγής (ΑΠΕ και ΣΗΘΥΑ) το Σεπτέμβριο του 2009 Α/Π: Αιολικά πάρκα ΜΥΗΣ: Μικρά υδροηλεκτρικά ΣΥΘΗΑ: Σταθμοί συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας υψηλής απόδοσης Φ/Β: Φωτοβολταϊκά ΣΒΙΟ: Μονάδες καύσης βιομάζας και βιοαερίου Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ, Μελέτη ανάπτυξη συστήματος μεταφοράς (2010-2014) 88

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (7/16) Χρονική εξέλιξη εγκατεστημένης ισχύος ΜYHE και λοιπών ΑΠΕ στην Ελλάδα (ΜW) Σχήμα 51: Διάγραμμα με την χρονική εξέλιξη της εγκατεστημένης ισχύος ΑΠΕ στην Ελλάδα (ΜW) μεταξύ 2003-2009 Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ, 2009 89

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (8/16) Χρονική εξέλιξη εγκατεστημένης ισχύος ΜYHE και λοιπών ΑΠΕ στην Ελλάδα (ΜW) Σχήμα 52: Διάγραμμα με την χρονική εξέλιξη της εγκατεστημένης ισχύος ΑΠΕ στην Ελλάδα (ΜW) μεταξύ 2011-2013, Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ, 2009 90

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (9/16) Χρονική εξέλιξη παραγωγής ΜΥΗΕ και λοιπών ΑΠΕ στην Ελλάδα (GWh) Σχήμα 53: Διάγραμμα με την χρονική εξέλιξη της παραγωγής ΑΠΕ στην Ελλάδα (GWh) μεταξύ 2003-2009 Πηγή: ΔΕΣΜΗΕ, 2009 91

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (10/16) Χρονική εξέλιξη παραγωγής ΜΥΗΕ και λοιπών ΑΠΕ στην Ελλάδα (GWh) Σχήμα 54: Διάγραμμα με την χρονική εξέλιξη της παραγωγής ΑΠΕ στην Ελλάδα (GWh) μεταξύ 2011-2013 Πηγή: ΛΑΓΗΕ, 2013 92

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (11/16) Εγκατεστημένη Ισχύς και Παραγωγή από ΑΠΕ στα μη διασυνδεδεμένα νησιά (Ιαν.-Σεπτ. 2013) Σχήμα 55: Πίνακας με την εγκατεστημένη ισχύ και παραγωγή από ΑΠΕ στα μη διασυνδεδεμένα νησιά (Ιαν.-Σεπτ. 2013) Πηγή: ΛΑΓΗΕ, 2013 93

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (12/16) Εγκατεστημένη Ισχύς και Παραγωγή από ΑΠΕ στο σύνολο της Επικράτειας (Ιαν.-Σεπτ. 2013) Σχήμα 56: Πίνακας με την εγκατεστημένη ισχύ και παραγωγή από ΑΠΕ στο σύνολο της επικράτειας (Ιαν.-Σεπτ. 2013) Πηγή: ΛΑΓΗΕ, 2013 94

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (13/16) Αξία (m ) και μέση τιμή Ενέργειας ( /MWh) από ΑΠΕ στο σύνολο της Επικράτειας (Ιαν.-Σεπτ. 2013) Σχήμα 57: Πίνακας με την Αξία (m ) και μέση τιμή ενέργειας ( /MWh) από ΑΠΕ στο σύνολο της επικράτειας (Ιαν.-Σεπτ. 2013) Πηγή: ΛΑΓΗΕ, 2013 95

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (14/16) Νόμοι - αποφάσεις οδηγίες της Ε.Ε. για ΑΠΕ-ΜΥΗΕ Οδηγία 96/92 ΕΚ Ελεύθερη διακίνηση εμπορευμάτων. Απελευθέρωση εσωτερικής αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας Προτεραιότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από Α.Π.Ε, χωρίς δεσμεύσεις Απόφαση 646/2000 ΕΚ (Πρόγραμμα Altener ) Προαγωγή έρευνας σε τεχνολογικό και διαχειριστικό επίπεδο σχετικά με ΑΠΕ Ανάπτυξη στρατηγικών, προτύπων και πιστοποιήσεων Ενημέρωση κοινού Προσέλκυση επενδυτικού ενδιαφέροντος & δημιουργία μηχανισμών παρακολούθησης Οδηγία 2001/77 ΕΚ Κοινοτικό θεσμικό πλαίσιο για την προώθηση των ΑΠΕ. Εισάγεται ο θεσμός των Εγγυήσεων Προέλευσης Απόφαση 1230/2003 (Πρόγραμμα «Ευφυής ενέργεια Ευρώπη) Αύξηση ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμους φυσικούς πόρους, παρακολούθηση, έλεγχος και αξιολόγηση των μέτρων που βρίσκονται σε εξέλιξη στα κράτη μέλη 96

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (15/16) Νόμοι - αποφάσεις οδηγίες της Ε.Ε. για ΑΠΕ-ΜΥΗΕ Νόμος 2244/1994 Ουσιαστική ανάπτυξη Α.Π.Ε. Καθορισμός συστήματος τιμολόγησης ενέργειας που παράγεται από ΑΠ. και διαδικασία έκδοσης αδειών εγκατάστασης, λειτουργίας Ανώτατο επιτρεπόμενο όριο ισχύος ΜΥΗΕ για σταθμούς ιδιωτών τα 5 MW Νόμος 2773/1999 Είσοδος του ιδιωτικού τομέα στους τομείς παραγωγής και προμήθειας ηλεκτρικής ενέργειας Σύσταση Ρυθμιστικής Αρχής Ενέργειας (ΡΑΕ) ως ανεξάρτητη αρχή, και καθορισμός των αρμοδιότητές της και των κανόνων εσωτερικής λειτουργίας Ίδρυση Διαχειριστή Ελληνικού Συστήματος Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΔΕΣΜΗΕ) ως Ανώνυμη Εταιρεία ιδιοκτησίας 51% του Δημοσίου και 49% της ΔΕΗ. Θέσπιση των κανόνων λειτουργίας του. Πρόσφατος (2012) διαχωρισμός του ΔΕΣΜΗΕ σε ΑΔΜΗΕ και ΛΑΓΗΕ Ορισμός των ΜΥΗΕ ως ΑΠΕ με το όριο εγκατεστημένης ισχύος τα 10 MW Νόμος 2941/2001 (εγκατάσταση ΑΠΕ σε δάση και δασικές εκτάσεις Δυνατότητα έκδοσης κοινής υπουργικής απόφασης με την οποία καθορίζονται ευνοϊκότεροι όροι δομήσεως εκτός σχεδίου πόλεων Θεωρούνται έργα δημόσιας ωφέλειας και είναι δυνατή η αναγκαστική απαλλοτρίωση ακινήτων ή η σύσταση εμπραγμάτων δικαιωμάτων 97