Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΙ Η ΣΤΡΟΦΗ ΣΤΙΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο Π Ρ Ω Τ Ο Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΙ Η ΣΤΡΟΦΗ ΣΤΙΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Περιεχόμενα 1ου Κεφαλαίου 1.1 Εισαγωγή 1.2 Κύριες Αιτίες Κατασπατάλησης της Ενέργειας 1.3 Παγκόσμια Ενεργειακή Κατανάλωση 1.4 Ελληνική Ενεργειακή Αγορά 1.5 Ενέργεια και Περιβάλλον 1.6 Στροφή στις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Ερωτήσεις Κατανόησης και Εμβάθυνσης της Θεωρίας Συμπληρωματική Βιβλιογραφία Υπολογιστικές Εφαρμογές Άλυτα Προβλήματα

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 25 Περίληψη Η αντικατάσταση εκ μέρους του ανθρώπου των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας από τα συμβατικά και μη ανανεώσιμα καύσιμα και η σπάταλη και αλόγιστη κατανάλωσή τους θέτει σε κίνδυνο τη μελλοντική εξασφάλιση του βιοτικού επιπέδου του ανθρώπου. Η συνεχής αύξηση της κατά κεφαλήν κατανάλωσης ενέργειας, σε συνδυασμό με την έντονη ανομοιομορφία της ενεργειακής ζήτησης στις διάφορες περιοχές του πλανήτη, εγγυώνται τη διατήρηση υψηλών ρυθμών κατανάλωσης ενέργειας και τα επόμενα χρόνια. Επιπλέον, λαμβάνοντας υπόψιν τις τεχνολογικά αναπόφευκτες σήμερα απώλειες ενέργειας στα συστήματα παραγωγής και μεταφοράς, καθώς και τη μη ορθολογική χρήση της ενέργειας, όπως και την αδιαφορία και έλλειψη ενημέρωσης των πολιτών για την αναμενόμενη εξάντληση των βεβαιωμένων ενεργειακών αποθεμάτων, αρκετοί επιστήμονες πιστεύουν ότι η άφιξη του «ενεργειακού χειμώνα» στον πλανήτη μας καθίσταται σχεδόν αναπόφευκτη. Πράγματι, σχετικά ακριβείς αναλύσεις εκτιμούν την παγκόσμια ενεργειακή κατανάλωση το έτος 2002 στα 0.42 Q (Quads), η οποία εξελίσσεται με συνεχείς αυξητικούς ρυθμούς, τη στιγμή που το σύνολο των απολύτως βεβαιωμένων αποθεμάτων συμβατικών καυσίμων (άνθρακας, πετρέλαιο, φυσικό αέριο, σχάσιμα υλικά) δεν ξεπερνούν τα 250Q, ενώ τα πιθανά ενεργειακά αποθέματα ίσως να πλησιάζουν στην καλύτερη περίπτωση στα 2500Q. Με σταθερούς τους σημερινούς ρυθμούς αύξησης της κατανάλωσης ενέργειας, τα συνολικά γήινα αποθέματα συμβατικών καυσίμων δεν επαρκούν για περισσότερα από τριακόσια χρόνια. Παράλληλα, η χώρα μας δε θεωρείται ευνοημένη από πλευράς ύπαρξης τεχνικο-οικονομικά απολήψιμων αποθεμάτων συμβατικών καυσίμων, γεγονός που την υποχρεώνει σε έντονη εξάρτηση από εισαγόμενα καύσιμα και σχετικά μικρό συντελεστή ενεργειακής αυτάρκειας. Τέλος, η διαδικασία παραγωγής ενέργειας με τη χρήση συμβατικών καυσίμων επιβαρύνει έντονα το περιβάλλον, π.χ. όξινη βροχή, φαινόμενο θερμοκηπίου, ραδιενεργά απόβλητα, αλλοίωση τοπίου. Συνεπώς, η μόνη απάντηση στην εξάντληση των συμβατικών καυσίμων και στη διαρκή επιβάρυνση του περιβάλλοντος από τη λειτουργία συμβατικών σταθμών παραγωγής είναι η στροφή στις ανανεώσιμες ή ήπιες πηγές ενέργειας, οι οποίες δεν εξαντλούνται και δε ρυπαίνουν το περιβάλλον. Μία από τις πλέον ελκυστικές ήπιες μορφές ενέργειας είναι και η αιολική ενέργεια.

26 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Στόχοι του 1ου Κεφαλαίου Με την ολοκλήρωση της μελέτης του 1ου κεφαλαίου ο αναγνώστης θα μπορεί: Να κατανοεί τους κυριότερους λόγους αύξησης της ενεργειακής κατανάλωσης στον πλανήτη μας. Να γνωρίζει τη διαχρονική πορεία της ενεργειακής κατανάλωσης στις κυριότερες ενεργειακές αγορές αλλά και στο σύνολο του πλανήτη. Να εκτιμά την επάρκεια των συμβατικών καυσίμων σαν συνάρτηση του ετήσιου ρυθμού αύξησης και των συνολικών βεβαιωμένων ενεργειακών αποθεμάτων. Να γνωρίζει την κατάσταση στην Ελληνική ενεργειακή αγορά, λαμβάνοντας υπόψιν τη συμμετοχή των ήπιων μορφών ενέργειας στο εγχώριο ενεργειακό ισοζύγιο, καθώς και τη διαχρονική μεταβολή του δείκτη ενεργειακής αυτάρκειας της χώρας μας. Να κατανοεί τη σχέση ενέργειας και περιβάλλοντος, έχοντας μια ολοκληρωμένη εικόνα των πραγματικών επιπτώσεων του κύκλου ενεργειακής παραγωγής στο περιβάλλον. Να γνωρίζει τη διαχρονική μεταβολή των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα λόγω της παραγωγής ενέργειας τόσο σε εθνικό όσο και σε πλανητικό επίπεδο. Να διαθέτει ολοκληρωμένη άποψη σχετικά με την επιβαλλόμενη στροφή προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και ειδικότερα προς την αιολική ενέργεια, γνωρίζοντας και την παράδοση της χώρας μας σε ανάλογες εφαρμογές.

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 27 1.1 Εισαγωγή Η προσπάθεια του ανθρώπου για τη συνεχή άνοδο του βιοτικού του επιπέδου σε συνδυασμό με τη ραγδαία αύξηση του πληθυσμού της γης και την αλόγιστη σπάταλη και κακή χρήση των ενεργειακών αποθεμάτων του πλανήτη μας απειλούν να οδηγήσουν σύμφωνα με έγκυρες απόψεις ειδικών σύντομα την ανθρωπότητα σε ένα μακρύ ενεργειακό χειμώνα. Σε μια προσπάθεια να συνειδητοποιήσουμε το μέγεθος της κατασπατάλησης των διαθέσιμων ενεργειακών πόρων του πλανήτη μας αξίζει μόνο να σημειώσουμε ότι η ανθρωπότητα έχει δαπανήσει τα τελευταία εκατό χρόνια αποθέματα πρώτων υλών και πηγών ενέργειας, τα οποία αποταμιεύθησαν κατά τη διάρκεια της μέχρι σήμερα ζωής του πλανήτη μας. Πράγματι, μέχρι τον 16ο αιώνα το ξύλο, μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, αποτελούσε την αποκλειστική σχεδόν πηγή θερμικής ενέργειας. Μετά όμως την πρώτη βιομηχανική επανάσταση το ξύλο αντικαταστάθηκε σχεδόν ολοκληρωτικά από μια νέα μορφή ενέργειας, τον άνθρακα. Η χρήση του άνθρακα για την παραγωγή ενέργειας εμφανίζει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τη χρήση του ξύλου, γι αυτό άλλωστε συνεχίζεται και μέχρι σήμερα. Όμως, η βασική ειδοποιός διαφορά μεταξύ του άνθρακα και του ξύλου ως πηγής ενέργειας είναι ότι ο άνθρακας αποτελεί μη ανανεώσιμη ή συμβατική πηγή ενέργειας σε αντίθεση με το ξύλο. Στις αρχές του 20ού αιώνα ο άνθρακας υποκαταστάθηκε από μια νέα πλέον εύχρηστη αλλά επίσης μη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, το πετρέλαιο. Με την αξιοποίηση των κοιτασμάτων του πετρελαίου δόθηκε στην ανθρωπότητα η ευκαιρία να βελτιώσει το βιοτικό της επίπεδο με τη χρήση της, από εκατομμυρίων ετών αποταμιευμένης, ενεργειακής κληρονομιάς του πλανήτη μας. Το αποτέλεσμα όμως της χρήσης του πετρελαίου ήταν τελείως διαφορετικό. Τα αποθέματα πετρελαίου καθώς και των υπολοίπων φυσικών πόρων κατασπαταλήθηκαν από ορισμένους μόνο λαούς (Ευρώπη, Β. Αμερική) σε μια ξέφρενη πορεία ανάπτυξης, η οποία δημιούργησε αντίστοιχα μια νέα σειρά από προβλήματα. Ένα χαρακτηριστικό αριθμητικό παράδειγμα, που αποδεικνύει την κατασπατάληση της ενέργειας που συντελείται από το σύγχρονο άνθρωπο, προκύπτει εάν αναλογιστούμε ότι, ενώ απαιτούνται κατά μέσο όρο 2500 Kcal ημερησίως για τη διατροφή ενός ενήλικα ανθρώπου, η κατά κεφαλήν κατανάλωση ενέργειας από το μέσο κάτοικο των ΗΠΑ υπερβαίνει τις 230,000 Kcal την ημέρα. Με τα απλά αυτά παραδείγματα καθίσταται προφανές ότι η συνεχής τεχνολογική εξέλιξη αναστάτωσε το ενεργειακό ισοζύγιο του πλανήτη μας. Η αντικατάσταση των ανανεώσιμων ενεργειακών πηγών όπως το ξύλο και

28 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ η μυϊκή δύναμη από τα συμβατικά μη ανανεώσιμα καύσιμα και η αλόγιστη μέχρι σπατάλης κατανάλωση αυτών έθεσε σε κίνδυνο ακόμα και τη διασφάλιση του σημερινού βιοτικού επιπέδου του ανθρώπου. Μόλις πρόσφατα η ανθρωπότητα αναγνώρισε ότι τα από εκατομμυρίων ετών αποταμιευμένα αποθέματα ενεργειακών καυσίμων αποτελούσαν το πάγιο ενεργειακό κεφάλαιο του πλανήτη μας. Ένα κεφάλαιο που, όπως αναφέρεται, «είναι δυστυχώς άτοκο ή τοκίζεται με πολύ μικρό τόκο». Το κεφάλαιο αυτό δυστυχώς έχει σχεδόν καταναλωθεί κατά τη διάρκεια του 20ου αιώνα, από έναν άνθρωπο με έλλειψη ενεργειακής παιδείας και άγνοια των βασικών αρχών της εξοικονόμησης ενέργειας. 1.2 Κύριες Αιτίες Κατασπατάλησης της Ενέργειας Αν και η ανθρωπότητα τα τελευταία είκοσι χρόνια συνειδητοποίησε τον κίνδυνο του επερχόμενου «ενεργειακού χειμώνα», οπότε και ξεκίνησε ορισμένες φιλότιμες προσπάθειες περιορισμού της κατανάλωσης και ορθολογικότερης χρήσης των ενεργειακών αποθεμάτων, ωστόσο οι βασικότερες αιτίες συνεχούς αύξησης της κατανάλωσης ενέργειας παραμένουν και συνοψίζονται ως εξής: 1.2.1 Συνεχής αύξηση της κατά κεφαλήν κατανάλωσης ενέργειας Η προσπάθεια του ανθρώπου για βελτίωση του βιοτικού του επιπέδου (π.χ. παραγωγή περισσότερων καταναλωτικών αγαθών) συνεχίζεται με αυξανόμενους ρυθμούς (βλέπε Πίνακα 1.I). Αν και γίνονται προσπάθειες περιορισμού της κατανάλωσης ενέργειας, κυρίως στις ανεπτυγμένες χώρες του πλανήτη μας, αυτές δεν αποδίδουν πάντοτε καρπούς. Πιο συγκεκριμένα, μετά τις διαδοχικές ενεργειακές κρίσεις της τελευταίας τριακονταετίας, οι ανεπτυγμένες χώρες έδειξαν ότι διαθέτουν τα περιθώρια κάποιας περιορισμένης μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας, κυρίως στον τομέα της βιομηχανίας. Αντίθετα, χώρες λιγότερο ανεπτυγμένες, με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, έχουν μικρότερα ή και μηδενικά περιθώρια περιορισμού των ενεργειακών τους αναγκών.

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 29 Πίνακας 1.I Παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας σε mq ( 292.9 TWh) Χώρα 1960 1970 1980 1985 1990 1995 2000 Η.Π.Α. 44.6 67.0 78.3 76.5 84.6 91.2 98.9 Ιαπωνία 3.7 12.0 15.2 15.7 18.3 20.9 21.9. Ευρώπη 26.4 46.0 58.5 59.6 64.1 66.2 71.5 Υπόλοιπος Κόσμος 57.0 91.9 96.8 158.3 181.2 220.8 218.9 Σύνολο 131.7 216.9 248.8 310.1 348.2 399.1 411.2 1.2.2 Ανομοιομορφία στην παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας Το παραπάνω γεγονός υπογραμμίζει την τρομακτική ανομοιομορφία που διέπει την κατά κεφαλήν κατανάλωση ενέργειας στις διάφορες περιοχές του πλανήτη μας. Σαν παράδειγμα αναφέρουμε ότι η κατά κεφαλήν κατανάλωση ενέργειας στις Η.Π.Α. και στον Καναδά είναι περίπου εικοσαπλάσια από αυτήν χωρών υπό ανάπτυξη όπως το Μεξικό, η Βραζιλία, η Συρία κ.λπ. Η πραγματικότητα αυτή πρέπει να συνδυασθεί και με το γεγονός ότι η παραγωγικότητα ενός λαού, το κατά κεφαλήν ακαθάριστο εθνικό προϊόν (Α.Ε.Π. ή «GNP») και η κατά κεφαλήν κατανάλωση ενέργειας μεταβάλλονται σχεδόν ανάλογα. Σχήμα 1.1 Κατά κεφαλήν ενεργειακή κατανάλωση και Α.Ε.Π.

30 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Το συμπέρασμα που προκύπτει από την παραπάνω ανάλυση, βλέπε και Σχήμα 1.1, είναι ότι ορισμένοι λαοί καταναλίσκουν σημαντικά μεγαλύτερα ποσά ενέργειας από ορισμένους άλλους. Χώρες αναπτυσσόμενες που βρίσκονται στη φάση της εκβιομηχάνισης και ανάπτυξης των ανέσεων της ζωής (σύγχρονες κατοικίες με θέρμανση και κλιματισμό, ιδιωτικής χρήσεως αυτοκίνητα κ.λπ.) έχουν υψηλή εισοδηματική ελαστικότητα ενέργειας, γι αυτό είναι αδύνατο να συνδυάσουν τη συνέχιση της ανάπτυξής τους με τη μείωση της ενεργειακής έντασης. Πώς λοιπόν είναι δυνατόν να ζητηθεί από τους υπό ανάπτυξη λαούς να περιορίσουν την ενεργειακή τους κατανάλωση τη στιγμή που καταναλίσκουν μόλις το 5% της ενέργειας των πλούσιων και αναπτυγμένων χωρών; 1.2.3 Αύξηση του πληθυσμού της γης Η ανομοιογενής ενεργειακή κατανάλωση στις διάφορες περιοχές του πλανήτη μας συνοδεύεται και από τη διαρκή αύξηση του πληθυσμού της γης. Το πλέον δε σημαντικό στοιχείο είναι η πληθυσμιακή έκρηξη που παρατηρείται στις υπό ανάπτυξη χώρες του πλανήτη μας, πράγμα που περιορίζει τις δυνατότητες μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας. Στις περιπτώσεις δε αυτές, ακόμα και με σταθερή κατά κεφαλήν κατανάλωση ενέργειας, οδηγούμαστε σε μια αύξηση της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας, τουλάχιστον ανάλογης με την αύξηση του πληθυσμού (βλέπε και Πίνακα 1.II). Πίνακας 1.ΙI Εξέλιξη πληθυσμού του πλανήτη (εκατομμύρια) Χώρα 1960 1970 1980 1985 1990 1995 2000 Η.Π.Α. 180 206 227 238 249 263 282 Ιαπωνία 94 104 117 121 123 125 127. Ευρώπη 374 408 433 443 456 470 481 Ανεπτυγμένες Χώρες 945 1047 1092 1131 1170 1353 1385 Αναπτυσσόμενες 2092 2648 2974 3031 3656 4335 4705 Χώρες Σύνολο 3037 3695 4415 4813 5247 5688 6090 1.2.4 Απώλειες συστημάτων παραγωγής και μεταφοράς ενέργειας Στις παραπάνω αιτίες θα πρέπει να προστεθεί και ένας αριθμός τεχνολογικών λόγων, οι οποίοι οδηγούν αναπόφευκτα στην αύξηση του ρυθμού κατανάλωσης των ενεργειακών μας αποθεμάτων. Σύμφωνα λοιπόν με τον

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 31 πρώτο θερμοδυναμικό νόμο είναι αδύνατον να εξαφανισθεί δεδομένη ποσότητα ενέργειας (υλενέργειας) ή να παραχθεί ενέργεια από το μηδέν. Όμως, κατά τη μετατροπή της ενέργειας από τη μια μορφή σε άλλη υφίστανται ορισμένες «απώλειες» ωφέλιμης ενέργειας, οι οποίες εκφράζονται από την τιμή της εντροπίας του υπό διερεύνηση ενεργειακού συστήματος. Οι «απώλειες» ενέργειας αποτελούν σύμφωνα με το δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο ποσότητες ενέργειας χαμηλότερης ποιότητας, όπως, για παράδειγμα, η θερμική ενέργεια. Με τον τρόπο αυτό σε κάθε μετατροπή ενέργειας έχουμε εμφάνιση θερμότητας χαμηλής θερμοκρασίας, η οποία δεν μπορεί να αξιοποιηθεί στη συνέχεια και απορρίπτεται στο περιβάλλον με τη μορφή θερμικής ρύπανσης, συντελώντας ταυτόχρονα στο «θερμικό θάνατο» του πλανήτη μας. Παράλληλα, σημαντικά ποσά ενέργειας «χάνονται» κατά τη μεταφορά και διανομή της ενέργειας από τον τόπο παραγωγής στην περιοχή κατανάλωσης. Συνοψίζοντας, αναφέρουμε ότι ο βαθμός απόδοσης μιας θερμικής μηχανής κυμαίνεται σήμερα από 15% έως 45%, το οποίο, εάν συνδυασθεί με το πλήθος των θερμοηλεκτρικών σταθμών που τροφοδοτούν ηλεκτρική ενέργεια τον πλανήτη μας, κάνει προφανή τη σημασία των ενεργειακών απωλειών των συστημάτων παραγωγής ενέργειας. Φυσικά, γίνονται σημαντικές προσπάθειες μείωσης των απωλειών και αύξησης του βαθμού απόδοσης των ενεργειακών μας συστημάτων, γεγονός όμως το οποίο προς το παρόν θα βελτιώσει ελάχιστα το πλανητικό ενεργειακό ισοζύγιο. Τέλος, μορφές ενέργειας, όπως η ηλεκτρική, θεωρούνται εξευγενισμένες, δεδομένου ότι έχουν τη δυνατότητα μετατροπής τους, με ελάχιστες απώλειες, σε κάθε άλλη επιθυμητή μορφή ενέργειας. Ο διαχωρισμός αυτός σε διαφορετικής ποιότητας μορφές ενέργειας μας οδηγεί στην επόμενη αιτία κατασπατάλησης της ενέργειας. 1.2.5 Μη ορθολογική χρήση της ενέργειας Όπως προαναφέραμε, η ενέργεια διατίθεται σε διάφορες ποιότητες, οι οποίες σχετίζονται με το βαθμό μετατρεψιμότητάς τους σε άλλη επιθυμητή μορφή ενέργειας. Είναι συνεπώς σκόπιμο να αξιολογηθούν και να ιεραρχηθούν οι απαιτήσεις της ανθρωπότητας στις διαφορετικής ποιότητας μορφές ενέργειας. Είναι, για παράδειγμα, ενεργειακά απαράδεκτο να χρησιμοποιείται για τη θέρμανση κατοικιών ή για οικιακή χρήση ηλεκτρική ενέργεια υψηλής ποιότητας τη στιγμή που ακόμα και χαμηλής ποιότητας θερμότητα (π.χ. θερμοκρασίας 40 C έως 90 C) καλύπτει πλήρως τις απαιτήσεις μας. Παράλληλα, με κατάλληλη διαχείριση της ζήτησης ενέργειας μπορούν να μειωθούν και να μετατεθούν οι αιχμές ζήτησης, με αποτέλεσμα να επιτευχθεί σημαντική εξοικονόμηση εγκατεστημένης ισχύος.

32 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ 1.2.6 Αδιαφορία και σπατάλη ενέργειας Η έλλειψη ενημέρωσης του πολίτη καθώς και η επικράτηση της άποψης ότι τα αποθέματα ενέργειας και πρώτων υλών είναι απεριόριστα οδηγούν το μέσο άνθρωπο στην αδιαφορία για την κατασπατάληση της ενέργειας που προκαλεί. Συχνά μάλιστα η κατασπατάληση της ενέργειας αποτελεί μέσο επίδειξης και απόδειξης πλούτου. Μόλις πρόσφατα άρχισε να γίνεται αντιληπτό το περιορισμένο των ενεργειακών μας αποθεμάτων, με αποτέλεσμα να ληφθούν κάποιες τιμολογιακές και διοικητικές αποφάσεις που σκοπό έχουν την εξοικονόμηση ενέργειας. Ο πολίτης όμως παραμένει απληροφόρητος, εφόσον δε διδάσκεται στη διάρκεια της βασικής του εκπαίδευσης ενεργειακή οικονομία και ορθολογική διαχείριση της ενέργειας και των φυσικών πόρων. Ολοκληρώνοντας, πρέπει να τονίσουμε ότι όλοι οι παραπάνω λόγοι συντελούν στην εξάντληση των ενεργειακών μας αποθεμάτων. Κοινή συνεπώς προσπάθεια όλων μας πρέπει να είναι ο περιορισμός της σπατάλης του φυσικού πλούτου και τελικά η σταδιακή εξάλειψή των αιτιών που συντελούν σε αυτή. Πίνακας 1.IΙI Πλανητική ενεργειακή κατανάλωση (mq), κατά πηγή Ενεργειακή Πηγή 1960 1970 1980 1985 1990 1995 2000 Άνθρακες 61.5 63.0 72.7 84.1 93.2 90.6 91.2 Πετρέλαιο 45.3 97.1 128.1 115.4 129.5 133.3 146.5 Φυσικά Αέρια 18.0 40.7 59.8 70.0 82.7 88.4 100.4 Ανανεώσιμες Πηγές 6.9 13.7 21.0 24.2 26.5 30.4 32.5 Πυρηνική 0.9 7.6 15.3 20.3 23.2 25.5 Σύνολο 131.7 215.4 289.3 309.1 352.2 365.9 396.1 1.3 Παγκόσμια Ενεργειακή Κατανάλωση Στις προηγούμενες παραγράφους αναφέρθηκε ότι η κατανάλωση ενέργειας εμφάνισε δραματική αύξηση, ιδιαίτερα το τελευταίο μισό του 20ου αιώνα. Στο σημείο αυτό είναι σκόπιμο να παρουσιάσουμε την παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας κατά πηγή, τα τελευταία σαράντα χρόνια (βλέπε Πίνακα 1.III). Ως μονάδα μέτρησης της ενέργειας στις περιπτώσεις αυτές αναφέρεται το 1 Quad (1Q) ή το 1 mq (=10 3 Q), η οποία αποτελεί μια τεράστια ποσότητα ενέργειας, καθώς 1Q=10 18 B.T.U.=2.929.10 14 kwh. Επίσης, το 1Q είναι, αντίστοιχα, ισοδύναμο με 26.92 δισεκατομμύρια τόνους πετρελαίου (1Q = 26.92.10 9 ΤΙΠ).

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 33 Από τον Πίνακα 1.III συμπεραίνουμε ότι υπάρχει σημαντικότατη αύξηση στην κατανάλωση ενέργειας, η οποία σε σαράντα χρόνια έχει υπερτριπλασιασθεί, ενώ το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο αποτελούν σήμερα την κύρια πηγή πρωτογενούς ενέργειας. Σημαντική συμβολή κατά τα τελευταία χρόνια στο παγκόσμιο ενεργειακό ισοζύγιο έχει και η πυρηνική ενέργεια. Τέλος, περιορισμένη είναι η συμμετοχή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, η οποία στηρίζεται στην υδροηλεκτρική, κατά κύριο λόγο, ενέργεια στις αναπτυγμένες και στην αξιοποίηση της βιομάζας στις υπό ανάπτυξη χώρες, που όμως δεν υπερβαίνει σε ποσοστιαία βάση το 8% της συνολικής πρωτογενούς παραγωγής του πλανήτη. Στο Σχήμα 1.2 παρουσιάζεται η εξέλιξη της κατανάλωσης ενέργειας κατά τα τελευταία τριάντα χρόνια, ενώ γίνεται και μία πρόβλεψη για την πορεία της μέχρι τις αρχές του εικοστού πρώτου αιώνα. Το γενικό συμπέρασμα από την εξέταση όλων των ανωτέρω είναι ότι αναμφισβήτητα παρατηρείται σημαντική αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας, ενώ κάποιες προσπάθειες συγκράτησης των ρυθμών αύξησης εξανεμίζονται από τις τεχνητά μεταβαλλόμενες τιμές του πετρελαίου στην παγκόσμια αγορά τα τελευταία τριάντα χρόνια. Το τελευταίο γεγονός αποτελεί δοκιμασία όλων των νόμων της λογικής, δεδομένου ότι συχνά παρατηρείται σημαντική μείωση των τιμών ενός αγαθού (πετρέλαιο) τη στιγμή που αυτό εξαντλείται. Σχήμα 1.2 Ενεργειακή κατανάλωση του πλανήτη μας

34 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Ολοκληρώνοντας, πρέπει να υπογραμμίσουμε ότι τα τελευταία χρόνια η μέση ετήσια παγκόσμια αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας κυμαίνεται μεταξύ του 3% και 5%, το οποίο μεταφράζεται σε διπλασιασμό της κατανάλωσης ενέργειας κάθε δεκατέσσερα έως είκοσι χρόνια. Το γεγονός αυτό από μόνο του είναι αρκετά ανησυχητικό, ιδίως εάν συνδυασθεί με την αναμενόμενη εξάντληση των βεβαιωμένων αποθεμάτων των συμβατικών καυσίμων. 1.4 Ελληνική Ενεργειακή Αγορά Η ενεργειακή εικόνα της χώρας μας δεv παρουσιάζει μεγάλες διαφορές από τις αντίστοιχες ευρωπαϊκές χώρες που δε διαθέτουν δική τους παραγωγή πετρελαίου ή φυσικών αερίων. Τα βεβαιωμένα κοιτάσματα λιγνιτών που υπάρχουν κυρίως στη Μακεδονία και στη Μεγαλόπολη υπολογίζονται σε 5 έως 6.7 δισεκατομμύρια τόνους, ενώ το πετρελαϊκό κοίτασμα του Πρίνου θεωρείται πρακτικά εξαντληθέν, καθώς η αντίστοιχη παραγωγή της χώρας μας τα έτη 2001-2002 δεν ξεπερνά τα 1.5 εκατομμύρια βαρέλια ετησίως. Πιο συγκεκριμένα, τα βεβαιωμένα αποθέματα λιγνίτη δεν είναι στο σύνολο τους τεχνικοοικονομικά απολήψιμα και τα υπαιθρίως απολήψιμα αποθέματα εκτιμώνται σε 3.3 δισεκατομμύρια τόνους, που με τη βελτίωση της τεχνολογίας μπορούν να φθάσουν τα 4.5 δισεκατομμύρια τόνους συνολικά. Να σημειωθεί ότι ετησίως εξορύσσονται περίπου 70 εκατομμύρια τόνοι λιγνίτη, ενώ ο αντίστοιχος ετήσιος ρυθμός αύξησης ισούται με περίπου 1.5%. Αντίστοιχα, το μεγαλύτερο τμήμα των κοιτασμάτων αργού πετρελαίου στον Πρίνο και το ανάλογο κοίτασμα φυσικού αερίου νότια της Καβάλας θεωρείται ότι έχει αντληθεί, ενώ πιθανά νέα αποθέματα στην περιοχή του Β. Αιγαίου δεν έχουν επαρκώς επιβεβαιωθεί. Τέλος, τα επαρκώς βεβαιωμένα αποθέματα ουρανίου, που έχουν εντοπισθεί στο Παρανέστι ράμας, ανέρχονται σε 400 τόνους, ενώ συγκεντρώσεις ουρανίου έχουν εντοπισθεί σε λιγνίτες, σε ανθρακομιγείς αργίλους και φωσφορικά κοιτάσματα. Τα αποθέματα αυτής της κατηγορίας δε θεωρούνται σήμερα τεχνικοοικονομικά απολήψιμα, είναι όμως δυνατό να καταστούν στο μέλλον. Βέβαια, το φυσικό ουράνιο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας σαν σχάσιμο υλικό σε πυρηνικό αντιδραστήρα. Ολοκληρώνοντας την αναφορά μας επί των βεβαιωμένων αποθεμάτων συμβατικών καυσίμων της χώρας μας, θα πρέπει να συμπεράνουμε ότι αυτή δε φαίνεται να είναι ιδιαίτερα ευνοημένη σε αποθέματα συμβατικών καυσίμων. Αντίθετα, όπως θα δούμε και στη συνέχεια, η χώρα μας διαθέτει αξιόλογο υδάτινο δυναμικό καθώς και άριστο αιολικό και ηλιακό δυναμικό, ενώ δε στερείται και άλλων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας [1].

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 35 Πίνακας 1.IV Εγχώριο ενεργειακό ισοζύγιο σε χιλ. Τ.Ι.Π. Πηγή Ενέργειας 1991 2000 2002 Στερεά Καύσιμα 6859 8222 8914 Πετρέλαιο 14629 19527 20569 Φυσικό αέριο 140 1689 1755 Ήπιες μορφές 1230 1403 1396 Εισαγωγές ηλεκτρικής ενέργειας 848 766 890 Σύνολο 23706 31607 33524 Το ενεργειακό ισοζύγιο της χώρας μας το έτος 2002 δίνεται στον Πίνακα 1.IV, όπου απεικονίζεται η συμμετοχή των κύριων πηγών στην κατανάλωση ενέργειας. Ταυτόχρονα, από ανάλογα στοιχεία (2002) έχουμε τη δυνατότητα να επιμερίσουμε την κατανάλωση ενέργειας στις τρεις κύριες ομάδες τελικής χρήσης, δηλαδή τη βιομηχανία (25.8%), τις μεταφορές (38.3%) και την κατοικία-εμπόριο (35.9%). Στον ίδιο πίνακα δίνεται και η διαχρονική εξέλιξη της ζήτησης ενέργειας για την περίοδο 1991-2002. Πίνακας 1.V ιαχρονική διαμόρφωση εγχώριου ενεργειακού ισοζυγίου (%) Μορφή Ενέργειας 1973 1979 1986 1991 1996 2000 2002 Λιγνίτης-Άνθρακας 18.0 22.4 34.7 28.9 28.9 26.0 26.6 Πετρέλαιο 77.2 71.6 58.6 61.7 61.8 61.8 61.4 Φυσικό Αέριο 0 0 0 0.6 0.5 5.3 5.2 Ήπιες Μορφές Ενέργειας 4.7 5.7 4.8 5.2 4.8 4.4 4.2 Εισαγωγές Ηλεκτρικής Ενέργειας 0.1 0.3 1.9 3.6 4.0 2.4 2.7 Σύνολο 100 100 100 100 100 100 100 Τα στοιχεία του Πίνακα 1.IV συμφωνούν και με τα στοιχεία του Πίνακα 1.V, ο οποίος αναφέρεται στη διαμόρφωση του ενεργειακού ισοζυγίου της χώρας μας τα τελευταία τριάντα χρόνια. Όπως παρατηρούμε, και από τους δύο πίνακες, η ελληνική οικονομία εξακολουθεί να στηρίζεται κατά κύριο λόγο στο εισαγόμενο πετρέλαιο, έστω και αν η συμμετοχή του στο ενεργειακό ισοζύγιο παρουσιάζει διαχρονικά μια αισθητή κάμψη. Σημαντική είναι επίσης και η πρόσφατη παρουσία του εισαγόμενου φυσικού αερίου. Αντίθετα, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μόλις και μετά βίας καλύπτουν

36 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ το 5% της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης, κυρίως λόγω της συμβολής των μεγάλων υδροηλεκτρικών έργων, εμφανίζοντας μάλιστα σταδιακή μείωση της συμμετοχής τους. Πίνακας 1.VΙ Ενεργειακός συντελεστής αυτάρκειας της Ελλάδος Έτος 1973 1979 1986 1991 1996 2000 2002 Εγχώρια Ενέργεια 18.9 25.3 41.0 34.1 33.7 30.5 30.8 Εισαγόμενη Ενέργεια 81.1 74.7 59.0 65.9 66.3 69.5 69.2 Σύνολο 100 100 100 100 100 100 100 Η ελάχιστη συμμετοχή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο εθνικό ενεργειακό ισοζύγιο συνδυάζεται δυστυχώς (βλέπε και Πίνακα 1.VI) με την περιορισμένη ενεργειακή αυτάρκεια της χώρας μας [2], η οποία μειώθηκε από 41.0% το 1986 σε μόλις 30.8% το 2002, παρόλη την εξαντλητική εκμετάλλευση των εγχώριων λιγνιτικών κοιτασμάτων. Ο χαμηλός συντελεστής ενεργειακής αυτάρκειας της χώρας μας, σε σύγκριση και με το 52% του συνόλου των χωρών της Ε.Ε. (βλέπε Σχήμα 1.3), οφείλεται στην παντελή απουσία μέτρων εξοικονόμησης ενεργειακών πόρων και στη σοβαρή καθυστέρηση της ένταξης των ανανεώσιμων πηγών στην εγχώρια παραγωγή ενέργειας. Τα παραπάνω δεδομένα μεταφράζονται στο ότι το 70% της εγχώριας ενεργειακής κατανάλωσης προέρχεται από εισαγόμενο πετρέλαιο και φυσικό αέριο, με αποτέλεσμα η οικονομία, αλλά και η γενική ενεργειακή πολιτική της χώρας, να εξαρτώνται ισχυρά από εισαγόμενα καύσιμα. Αξίζει μάλιστα να σημειωθεί ότι ένα μεγάλο ποσοστό των ετήσιων εκροών συναλλάγματος της χώρας οφείλεται στις εισαγωγές ενέργειας. Για να γίνει πλέον κατανοητό, έχει εκτιμηθεί σήμερα ότι η αύξηση της διεθνούς τιμής του πετρελαίου κατά ένα δολάριο (1$) το βαρέλι επιβαρύνει το ετήσιο ισοζύγιο πληρωμών περίπου κατά 150 εκατομμύρια δολάρια (ή ισοδύναμα με περίπου 125 εκατομμύρια ευρώ). Ανακεφαλαιώνοντας την παρουσίαση της ελληνικής ενεργειακής κατάστασης είναι αναγκαίο να προσθέσουμε στην ελάχιστη συμμετοχή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και στην περιορισμένη ενεργειακή αυτάρκεια της χώρας μας, το επίσης αρνητικό γεγονός ότι η ελληνική βιομηχανία χαρακτηρίζεται από σπατάλη και κακή διαχείριση της ενέργειας [3]. Έτσι, ενώ στη χώρα μας η κατά κεφαλήν καταναλισκόμενη ενέργεια είναι σαφώς μικρότερη από το μέσο όρο της Ευρωπαϊκής Ένωσης (βλέπε και Σχήμα 1.1), ταυτόχρονα η ενεργειακή κατανάλωση ανά μονάδα παραγόμενου προϊόντος είναι πολύ μεγαλύτερη των υπόλοιπων αναπτυγμένων χωρών.

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 37 Σχήμα 1.3 είκτης ενεργειακής αυτάρκειας χωρών Ε.Ε. Τέλος, η έλλειψη συστηματικής εφαρμογής προγραμμάτων ορθολογικής χρήσης και εξοικονόμησης της ενέργειας στη χώρα μας, παρόλες τις διαδοχικές ενεργειακές κρίσεις της περιόδου 1970-1991, αποδεικνύεται και από την τιμή του συντελεστή της ελαστικότητας κατανάλωσης ενέργειας σε σχέση με το Ακαθάριστο Εθνικό Προϊόν (ΑΕΠ), ο οποίος στις χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης είναι μόλις 0.7%, ενώ στη χώρα μας είναι περίπου διπλάσιος, δηλαδή 1.4%. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ότι για κάθε μονάδα αύξησης του Α.Ε.Π. η χώρα μας χρειάζεται διπλάσια περίπου κατανάλωση ενέργειας από τις υπόλοιπες χώρες της Ε.Ε., πράγμα που αποδεικνύει με έναν ακόμα τρόπο την αντιοικονομική χρήση της ενέργειας στη χώρα μας. Συμπερασματικά, πρέπει να υπογραμμίσουμε ότι η ελληνική ενεργειακή κατάσταση χαρακτηρίζεται από έντονη εξάρτηση από τις εισαγωγές πετρελαίου και φυσικού αερίου, από σπάταλη και κακή χρήση των διαθέσιμων ενεργειακών πόρων και από τον αποκλεισμό των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας από το ενεργειακό ισοζύγιο. Ανακεφαλαιώνοντας, μπορούμε να πούμε ότι μόνο με την αξιοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, και ιδιαίτερα της αιολικής ενέργειας, και την ορθολογική χρήση των διαθέσιμων ενεργειακών πόρων, είναι δυνατή η πραγματική βελτίωση της εικόνας της εγχώριας ενεργειακής αγοράς. Η χώρα μας με την πλούσια ηλιοφάνεια [4,5], τους ισχυρούς και συνεχείς ανέμους [6,7], την αξιόλογη βιομάζα [8,9], το σημαντικό γεωθερμικό δυναμικό [10,11], καθώς και τα ικανοποιητικά

38 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ υδάτινα αποθέματα [12,13], διαθέτει τις κατάλληλες προϋποθέσεις για ευρεία αξιοποίηση των ΑΠΕ προς όφελος του κοινωνικού συνόλου και της εθνικής οικονομίας. 1.5 Ενέργεια και Περιβάλλον Ολόκληρη η διαδικασία «παραγωγής» ενέργειας, και ιδιαίτερα η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, με τη χρήση συμβατικών καυσίμων είναι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες μόλυνσης της ατμόσφαιρας και γενικότερα υποβάθμισης του περιβάλλοντος [14,15]. Για παράδειγμα, αναφέρονται οι σημαντικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα «CΟ 2» [16], οξειδίων του θείου «SΟ x» [17] και του αζώτου «NΟ x» [18], ενώ δεν πρέπει να αγνοούνται οι περιπτώσεις άμεσης απειλής από τη χρήση της πυρηνικής ενέργειας [19]. Σχήμα 1.4 Μέση παγκόσμια συγκέντρωση CO 2 Τόσο το CΟ 2 όσο και το SΟ 2 παράγονται κατά την καύση των υδρογονανθράκων (πετρέλαιο, άνθρακας κ.λπ.) και το μεν SΟ 2 μαζί με τυχόν νιτρώδεις

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 39 ατμούς θεωρείται υπεύθυνο για την όξινη βροχή [20], που καταστρέφει την πανίδα της βόρειας και κεντρικής Ευρώπης, ενώ το CΟ 2 θεωρείται υπεύθυνο για τη βαθμιαία αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη μας, επιτείνοντας το φαινόμενο του θερμοκηπίου [21]. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου προκαλείται από το γεγονός ότι το CΟ 2 έχει την ιδιότητα να απορροφά μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας, όταν αυτή, αφού ανακλαστεί στην επιφάνεια της γης, επιχειρεί να επιστρέψει στο διάστημα. Άμεσο αποτέλεσμα της παρουσίας υψηλών συγκεντρώσεων του διοξειδίου του άνθρακα στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας είναι να παρεμποδίζεται η απαγωγή θερμότητας από τη γη στο διάστημα, με τελικό αποτέλεσμα την αύξηση της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη μας. Στο Σχήμα 1.4 παρουσιάζεται ο ρυθμός αύξησης της συγκέντρωσης CΟ 2 στην ατμόσφαιρα, ενώ πρέπει να σημειωθεί ότι η ετήσια παγκόσμια παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα ξεπερνά πλέον τα 25 δισεκατομμύρια τόνους, εκ των οποίων το ένα τέταρτο παράγεται στις Η.Π.Α. Τέλος, και η συνεισφορά της Ευρώπης στην παραγωγή του CΟ 2 είναι επίσης σημαντική, δεδομένου ότι μόνο οι χώρες της υτικής Ευρώπης συνεισφέρουν κατά 3.8 δις τόνους CΟ 2 ετησίως. Η Ε.Ε., σε μια προσπάθεια για περιορισμό των επιπτώσεων του φαινομένου του θερμοκηπίου, επιχειρεί με διάφορους τρόπους να συγκρατήσει τις εκπομπές του CΟ 2 στο σύνολο των χωρών μελών της στα επίπεδα του 1990. Η καθιέρωση του «πράσινου φόρου» ήταν μια αρχική ιδέα για επιβάρυνση της χρήσης των συμβατικών καυσίμων κατά 3 $/bbl έως 10 $/bbl (ισοδύναμο βαρέλι ακατέργαστου πετρελαίου), ενώ υπήρχε και ανάλογη επιβάρυνση ανά μονάδα εκλυόμενης θερμότητας, που όμως δεν έχει προς το παρόν υλοποιηθεί για λόγους πιθανής μείωσης της διεθνούς ανταγωνιστικότητας των προϊόντων των ευρωπαϊκών χωρών. Από τη σκοπιά της ενεργειακής πολιτικής η τυχόν καθιέρωση του πράσινου φόρου θα αποτελούσε μια πρώτη ποσοτικοποίηση του κοινωνικού κόστους [22] παραγωγής και χρήσης ενέργειας, με άμεσο αποτέλεσμα τον περιορισμό της κατασπατάλησης των ενεργειακών πόρων και την ενίσχυση της ανταγωνιστικότητας των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ). Στα πλαίσια της γενικότερης προσπάθειας της Ε.Ε. η χώρα μας εκπόνησε (1995) το «1ο Ελληνικό Πρόγραμμα για την Κλιματική Μεταβολή». Στο πρόγραμμα αυτό αναγνωρίζεται ότι οι ΑΠΕ είναι «οι μόνες πηγές ενέργειας που δεν επιβαρύνουν την ατμόσφαιρα με CΟ 2». Για το λόγο αυτό προτείνεται η θεσμική και οικονομική ενίσχυση επενδυτικών πρωτοβουλιών στον τομέα αξιοποίησης των ΑΠΕ με άμεσο περιβαλλοντικό όφελος τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα κατά 3.3 εκατ. τόνους ετησίως. Στο επίσημο κείμενο που εκδόθηκε το Φεβρουάριο του 1995 διατυπώνεται επί

40 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ λέξει «Η αυθόρμητη εξέλιξη των πραγμάτων (χωρίς δηλαδή τη λήψη μέτρων) θα οδηγούσε σε αύξηση των εκπομπών της τάξεως του 27% ή 22 Mtn κατά το διάστημα 1990-2000 (από 82 σε 104 εκατ. τόνους)». Από τα επίσημα στοιχεία εθνικών και διεθνών οργανισμών προκύπτει ότι το 2000 οι εθνικές εκπομπές CΟ 2 υπερβαίνουν τα 104 εκατ. τόνους (Σχήμα 1.5), ξεπερνώντας και τις πλέον απαισιόδοξες προβλέψεις. Να προστεθεί στο σημείο αυτό ότι για κάθε 1MW αιολικής ισχύος που εγκαθίσταται αποφεύγονται οι εκπομπές τουλάχιστον 2.5 ktn CO 2 ανά έτος [23]. Σχήμα 1.5 Εξέλιξη εκπομπών CO 2 στη χώρα μας Μέχρι το σημείο αυτό αναφερθήκαμε στις επιπτώσεις χρήσης των υδρογονανθράκων για την παραγωγή ενέργειας, οι οποίες όντως είναι σημαντικές. εν πρέπει όμως να αγνοηθεί και η σημαντική αλλοίωση του φυσικού χώρου, που συνοδεύει αναπόφευκτα την εξόρυξη πετρελαίου [24] και άνθρακα, ενώ ιδιαίτερη ανάλυση απαιτείται για την αποτίμηση της περιβαλλοντικής επιβάρυνσης που συνοδεύει την εξόρυξη, επεξεργασία και εμπλουτισμό των σχάσιμων ραδιενεργών υλικών, μέσα από μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση του κύκλου ζωής (LCA) των πυρηνικών καυσίμων. Από πλευράς ατμοσφαιρικής ρύπανσης οι πυρηνικοί αντιδραστήρες αναφέρονται συχνά σαν ακίνδυνοι, τουλάχιστον σε σύγκριση με τους υπόλοιπους συμβατικούς θερμικούς σταθμούς. Αντίθετα, ένα από τα βασικά μειονεκτήματα των πυρηνικών μονάδων αποτελεί η ισχυρή θερμική ρύπανση που αυτές

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 41 προκαλούν. Σημαντικότερο όμως από πλευράς περιβαλλοντικής ρύπανσης είναι το πρόβλημα των ραδιενεργών καταλοίπων, που πρέπει να απορριφθούν από τον αντιδραστήρα. Να επισημανθεί ότι η εμπειρία μας στη διαχείριση ραδιενεργών καταλοίπων δεν είναι μεγάλη [19], δεδομένου και του μικρού σχετικά χρόνου λειτουργίας των πυρηνικών αντιδραστήρων. Τέλος, δεν πρέπει να παραβλέψουμε την πιθανότητα πυρηνικού ατυχήματος, η οποία αν και εξαιρετικά μικρή, λόγω των αυξημένων μέτρων ασφάλειας, είναι δυνατό να προκαλέσει εκτεταμένες άμεσες και έμμεσες καταστροφές. Σχήμα 1.6 Κόστος ελέγχου ρύπανσης σε Η.Π.Α. και Ε.Ε. Φυσικά, τόσο στην περίπτωση των πυρηνικών σταθμών όσο και στην περίπτωση των συμβατικών πηγών παραγωγής ενέργειας, η ανθρωπότητα έχει επιβάλει ορισμένους, συχνά αυστηρούς, περιορισμούς σε θέματα εκπομπών ρύπων και σε θέματα προστασίας έναντι των ατυχημάτων. Στο Σχήμα 1.6 μάλιστα παρουσιάζεται μια εκτίμηση του κόστους ελέγχου της ρύπανσης στις Η.Π.Α. και την Ε.Ε. σαν ποσοστό του Α.Ε.Π., που όμως, εάν τελικά υλοποιηθεί, θα οδηγήσει σε απαγορευτικό κόστος τις συμβατικές πηγές ενέργειας.

42 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Συνοψίζοντας πρέπει να υπογραμμίσουμε ότι η χρήση των συμβατικών καυσίμων είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την επιβάρυνση του περιβάλλοντος. Στην περίπτωση δε που θα θελήσουμε να ελαχιστοποιήσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις (όπου αυτό είναι δυνατό), το αντίστοιχο οικονομικό κόστος οδηγεί σε απαγορευτικά επίπεδα το κόστος της παραγόμενης ενέργειας, εφόσον βέβαια αυτό ενσωματώνεται στην τελική τιμή της παραγόμενης μονάδας ενέργειας και δεν καλύπτεται έμμεσα από το κοινωνικό σύνολο. 1.6 Στροφή στις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Ανακεφαλαιώνοντας, πρέπει να επισημάνουμε ότι αμέσως μετά τη δεύτερη ενεργειακή κρίση, στις αρχές της δεκαετίας του 1980, η διεθνής κοινότητα άρχισε να αναγνωρίζει το πεπερασμένο των παγκόσμιων αποθεμάτων των συμβατικών πηγών ενέργειας (κάρβουνο, πετρέλαιο, φυσικό αέριο, ουράνιο κ.λπ.) σε σύγκριση με την ανεξέλεγκτη αύξηση των ρυθμών κατανάλωσης ενέργειας, ιδιαίτερα στις αναπτυγμένες χώρες του πλανήτη μας. Ίσως οι δυσοίωνες προβλέψεις της πρώτης έκθεσης της Λέσχης της Ρώμης (1970) με τίτλο «Τα όρια της ανάπτυξης» να μην πραγματοποιήθηκαν στο βαθμό που η έκθεση προέβλεπε, όμως οι αρνητικές επιπτώσεις που συνοδεύουν την αλόγιστη κατανάλωση ενέργειας εξακολουθούν να ισχύουν και να επανεπιβεβαιώνονται από τα πορίσματα της δεύτερης έκθεσης, η οποία συντάχθηκε το 1991, αναφέροντας ότι η μείωση των ενεργειακών αποθεμάτων, η ρύπανση του περιβάλλοντος μαζί με τον υπερπληθυσμό και την εξάντληση των φυσικών πόρων του πλανήτη μας αποτελούν τις τέσσερις πληγές του ανθρώπινου είδους. εν πρέπει συνεπώς να λησμονούμε ότι τα βεβαιωμένα αποθέματα των κυριότερων συμβατικών καυσίμων επαρκούν στις καλύτερες περιπτώσεις για τα επόμενα εκατό περίπου χρόνια, ενώ ακόμα και εάν ανακαλυφθούν στο μέλλον χιλιαπλάσια αποθέματα συμβατικών καυσίμων, με τους σημερινούς ρυθμούς κατανάλωσης ενέργειας, θα παρατείνουν για άλλα εκατό πενήντα μόλις χρόνια την άφιξη του «ενεργειακού χειμώνα» στον πλανήτη μας. Ταυτόχρονα, η επιταχυνόμενη συσσώρευση επικίνδυνων ρυπαντών (τοξικά και ραδιενεργά απόβλητα) και η αντίστοιχη καταστροφή του περιβάλλοντος οδηγεί στην εμφάνιση σημαντικών προβλημάτων υγείας, υποβαθμίζοντας παράλληλα την ποιότητα ζωής στις περισσότερες μεγαλουπόλεις, π.χ. Λονδίνο, Ρώμη, Αθήνα [25] κ.ά. Η χρήση της πυρηνικής ενέργειας και η προσπάθεια ελέγχου της πυρηνικής σύντηξης έδωσε προσωρινά κάποιες ελπίδες για τη συνέχιση των

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 43 υφιστάμενων ρυθμών ανάπτυξης. υστυχώς, η αναμενόμενη όξυνση των περιβαλλοντικών προβλημάτων, κυρίως από τη διάθεση των ραδιενεργών καταλοίπων και την πιθανότητα μείζονος ατυχήματος, σε συνδυασμό με το υψηλό κόστος προστασίας από τη ραδιενέργεια, έθεσε σοβαρά και αναπάντητα ερωτήματα που αφορούν τη βιωσιμότητα αντίστοιχων προσπαθειών. Λαμβάνοντας υπόψιν όλα τα παραπάνω προβλήματα που πηγάζουν από τη χρήση των συμβατικών πηγών ενέργειας, αρκετοί ειδικοί πρότειναν την αξιοποίηση των ήπιων ή ανανεώσιμων ή εναλλακτικών πηγών ενέργειας, όπως, για παράδειγμα, η υδροηλεκτρική ενέργεια, η αιολική ενέργεια, η ηλιακή ενέργεια, η βιομάζα, η θαλάσσια ενέργεια καθώς και η γεωθερμική ενέργεια. Φυσικά, οι ανανεώσιμες πηγές δεν είναι δυνατόν τη στιγμή αυτή να επιλύσουν το συνολικό ενεργειακό πρόβλημα της ανθρωπότητας, τουλάχιστον με τα σημερινά οικονομικά και τεχνολογικά δεδομένα. Εάν όμως η αξιοποίησή τους συνδυασθεί με την προσπάθεια εξοικονόμησης των συμβατικών πηγών ενέργειας και με την ορθολογική διαχείριση των υφιστάμενων ενεργειακών πόρων, είναι δυνατή η σταδιακή απομάκρυνση του εφιάλτη της ανθρωπότητας, δηλαδή του επερχόμενου «ενεργειακού χειμώνα». Τέλος, πρέπει να αναφερθεί ότι οι περισσότερες ανανεώσιμες μορφές ενέργειας είναι γνωστές σχεδόν από τη στιγμή της εμφάνισης του ανθρώπου στον πλανήτη μας, ενώ έχουν χρησιμοποιηθεί με σημαντική επιτυχία και από τον άνθρωπο των ιστορικών χρόνων. εν πρέπει να ξεχνάμε, όσον αφορά την αιολική ενέργεια [26], ότι μέχρι το δέκατο όγδοο (18ο) αιώνα η ναυτιλία στηριζόταν σε ιστιοφόρα πλοία, ενώ στην ξηρά οι ανεμόμυλοι χρησιμοποιήθηκαν για την άντληση νερού και την άλεση των σιτηρών. Η χώρα μας έχει μεγάλη παράδοση χρήσης των ανεμόμυλων, λόγω και της ιδιαίτερης γεωγραφικής μορφής της. Ονομαστοί είναι μέχρι σήμερα οι ανεμόμυλοι της Μυκόνου (κυκλαδίτικος ανεμόμυλος) και αυτοί του οροπεδίου του Λασιθίου. Από την άλλη πλευρά, η σημερινή αξιοποίηση του εγχώριου αιολικού δυναμικού είναι ελάχιστη [27,28], ενώ οι παρεχόμενες τεχνικές και χρηματοδοτικές δυνατότητες είναι ενδιαφέρουσες. Για το λόγο αυτό, στο επόμενο κεφάλαιο του παρόντος, θα διερευνήσουμε τις δυνατότητες και τους περιορισμούς, που συνοδεύουν την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας τόσο στη χώρα μας όσο και διεθνώς.

44 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΣΥΝΟΨΗ Στο παρόν κεφάλαιο παρουσιάσθηκαν θέματα που αφορούν τη πορεία της ενεργειακής κατανάλωσης του πλανήτη μας και της χώρας μας, ειδικότερα. Μέσα από την προηγηθείσα ανάλυση επισημαίνεται η αναμενόμενη εξάντληση των ενεργειακών αποθεμάτων συμβατικών καυσίμων του πλανήτη μας, γεγονός που υπαγορεύει την κατά το δυνατόν άριστη αξιοποίηση των μη εξαντλήσιμων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και ιδιαίτερα της αιολικής ενέργειας. Στη συνέχεια, το παρόν κεφάλαιο επικεντρώθηκε στη σύνδεση περιβαλλοντικής υποβάθμισης και ενεργειακής παραγωγής, ενισχύοντας την ανάγκη για στροφή στις περιβαλλοντικά ήπιες μορφές ενέργειας. Τέλος, επισημάνθηκαν οι δυνατότητες της χώρας μας για σημαντική στροφή στην αξιοποίηση του εγχώριου ανανεώσιμου ενεργειακού δυναμικού. Υπόδειξη: Ο ενδιαφερόμενος αναγνώστης θα μπορούσε να επιχειρήσει να προσδιορίσει από διάφορες αξιόπιστες πηγές το σύνολο των καταγεγραμμένων συμβατικών ενεργειακών αποθεμάτων του πλανήτη μας και στη συνέχεια να προβεί σε μια παραμετρική ανάλυση του αναμενόμενου χρόνου εξάντλησης αυτών συναρτήσει του μέσου ετήσιου ρυθμού αύξησης της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας. Ακολούθως, ενδιαφέρον παρουσιάζει η προσπάθεια να εκτιμηθεί το ενεργειακό δυναμικό του πλανήτη μας, που προέρχεται από τις ήπιες μορφές ενέργειας, καθώς και ο σημερινός βαθμός αξιοποίησής του. Τέλος, παρέχεται η δυνατότητα να εξαχθούν ενδιαφέροντα συμπεράσματα σχετικά με την ικανότητα των ανανεώσιμων ή ήπιων μορφών ενέργειας να συμβάλουν ουσιαστικά στη κάλυψη των ενεργειακών αναγκών του πλανήτη.

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 45 ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΚΑΙ ΕΜΒΑΘΥΝΣΗΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ 1.1 Ποιες οι κύριες διαφορές μεταξύ της χρήσης ξύλου και άνθρακα για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών του ανθρώπου; 1.2 Ποιες μορφές ενέργειας λέγονται ανανεώσιμες και γιατί; 1.3 Σε τι διαφέρουν οι ανανεώσιμες από τις ήπιες μορφές ενέργειας; 1.4 Ποιος ο εκτιμώμενος χρόνος δημιουργίας του φυσικού πετρελαίου; 1.5 Να αναφερθούν και να αξιολογηθούν ορισμένοι λόγοι ετήσιας αύξησης της ενεργειακής κατανάλωσης του πλανήτη μας; 1.6 Να εξετασθεί εάν παρατηρείται μεγαλύτερη αύξηση στην κατανάλωση ενέργειας στις αναπτυγμένες ή στις αναπτυσσόμενες χώρες του πλανήτη. Η σύγκριση να γίνει σε απόλυτα μεγέθη και στη συνέχεια σε ποσοστιαία βάση. Τι προκύπτει από τους δύο τρόπους σύγκρισης; 1.7 Είναι δικαιολογημένη η ανομοιομορφία στην κατά κεφαλήν κατανάλωση ενέργειας ανάμεσα στις διάφορες χώρες του πλανήτη μας; 1.8 Να προσδιορισθεί ο μέσος ετήσιος ρυθμός αύξησης της κατανάλωσης ενέργειας, όταν γνωρίζουμε ότι η ετήσια ενεργειακή κατανάλωση διπλασιάζεται κάθε δεκαπέντε (15) έτη. 1.9 Σε ποιες μορφές ενέργειας βασίζεται το εγχώριο ενεργειακό ισοζύγιο; 1.10 Να εκτιμηθούν τα ποσά που δαπανήθηκαν το 1991 και το 2002 για τις εισαγωγές πετρελαίου στη χώρα μας. Τι συμπεράσματα προκύπτουν από τη σύγκριση αυτή; 1.11 Να δοθεί σε γράφημα (ιστόγραμμα) και να σχολιασθεί η διαχρονική διαμόρφωση του εγχώριου ενεργειακού ισοζυγίου την περίοδο 1973-2002. 1.12 Να δοθεί σε γράφημα και να σχολιασθεί η μεταβολή του δείκτη ενεργειακής αυτάρκειας της χώρας μας. Πώς συγκρίνεται η ενεργειακή αυτάρκεια της χώρας μας με την αντίστοιχη της ΕΕ; 1.13 Πιστεύετε ότι η χώρα μας διαθέτει αξιόλογο ανανεώσιμο ενεργειακό δυναμικό ή όχι; ώστε ορισμένα παραδείγματα.

46 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ 1.14 Να αναφερθούν ορισμένες περιβαλλοντικές επιπτώσεις από το κύκλωμα παραγωγής και κατανάλωσης ενέργειας. 1.15 Ποια η σχέση της αυξανόμενης χρήσης συμβατικών καυσίμων με βάση τον άνθρακα και της επιδείνωσης του φαινομένου του θερμοκηπίου; 1.16 Πώς εξελίσσονται οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα στη χώρα μας την τελευταία εικοσαετία; Η καταγραφόμενη εξέλιξη είναι σύμφωνη με τις δεσμεύσεις της χώρας μας για τον περιορισμό της κλιματικής αλλαγής; 1.17 Ποιο το κόστος ελέγχου της ρύπανσης στις ΗΠΑ και στην ΕΕ; 1.18 Ποιες οι προβλέψεις της Λέσχης της Ρώμης σχετικά με τα όρια της ανάπτυξης του πλανήτη μας; 1.19 Τι ονομάζουμε «ενεργειακό χειμώνα» του πλανήτη μας; 1.20 Αποτελεί η χρήση της πυρηνικής ενέργειας μια βιώσιμη λύση στο ενεργειακό πρόβλημα της γης; Τεκμηριώστε την άποψή σας. 1.21 Τι είναι η πυρηνική σύντηξη; Για ποιους λόγους δεν έχει ακόμα χρησιμοποιηθεί για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών του πλανήτη; 1.22 Είναι δυνατόν υπό τις παρούσες τεχνικο-οικονομικές συνθήκες οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας να επιλύσουν το συνολικό ενεργειακό πρόβλημα του πλανήτη; 1.23 Αληθεύει η άποψη ότι οι ήπιες μορφές ενέργειας ανακαλύφθηκαν πρόσφατα από τον άνθρωπο; 1.24 Να αναφερθούν παραδείγματα περιοχών όπου παρατηρήθηκε και στο παρελθόν χρήση των αιολικών μηχανών. 1.25 Ποια η άποψή σας για το βαθμό αξιοποίησης της αιολικής ενέργειας στη χώρα μας και διεθνώς;

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 47 ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] Gaglia A., Kaldellis J., Kavadias K., Konstantinidis P., Sigalas J., Vlachou D., 2000, Integrated Studies on Renewable Energy Sources. The Soft Energy Application Laboratory, Mechanical Engineering Department, TEI of Piraeus, World Renewable Energy Congress VI, Conference Proceedings, pp. 1588-1591, Brighton, UK. [2] Καλδέλλης Ι.Κ., 2002, «Κοινωνική Αποδοχή Εγκαταστάσεων Ηλεκτροπαραγωγής», 2ο Προσυνέδριο Παγκοσμίου Συνεδρίου Ενέργεια 2002, ΠΣ ΜΗ, σσ.150-160, Απρίλιος 2002, Χαλκίδα. [3] Καλδέλλης I., Εξηντάρης Αντ., Κιούση Βασ., 1999, «Οικονομικοτεχνική Αξιολόγηση Μεθόδων Εξοικονόμησης Ενέργειας στην Ελληνική Βιομηχανία», 6ο Εθνικό Συνέδριο IΗΤ-Βελτιστοποίηση Ενεργειακών ιεργασιών, Τόμος Β, σσ. 211-218, Βόλος. [4] Καλδέλλης I., Καλαμπαλίκης Αθ., Καπετανέας Π., 1998, «Σχεδιασμός- Μελέτη Λειτουργίας Αυτόνομης Φωτοβολταϊκής Εγκατάστασης για Απομονωμένο Καταναλωτή», Εθνικό Συνέδριο για την Εφαρμογή των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, ΕΜΠ-RENES, σσ. 315-322, Iδρυμα Ευγενίδου, Αθήνα. [5] Kaldellis J.K., Vlachou D.S., Koronakis P.S., Garofalakis J.E., 2001, Critical Evaluation of Solar Collector Market in Greece Using Long- Term Solar Intensity Measurements, presented in the First Hellenic- Turkish International Physics Conference, Kos-Alikarnassos, published also in Balkan Physics Letters Journal, SI/2001, pp. 181-193. [6] Καλδέλλης Ι.Κ., 2001, «Προσδιορισμός Ενεργειακής Παραγωγής Αιολικών Εγκαταστάσεων με Χρήση Μακροχρόνιων Μετρήσεων Αιολικού υναμικού. Η Αξιοπιστία των Αναλυτικών Προσομοιώσεων», 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο Περιβάλλοντος, Ένωση Ελλήνων Φυσικών, «Εξελίξεις και Προοπτικές στα Περιβαλλοντικά Ζητήματα», Καλαμπάκα, Ελλάς. [7] Kaldellis J.K., Vlachou D.S., Paliatsos A.G., 2003, Twelve Years Energy Production Assessment of Greek State Wind Parks, Wind Engineering Journal, Vol. 27(3), pp. 215-226. [8] Sigalas J.S., Kavadias K.A., Kaldellis J.K., 2000, An Autonomous Anaerobic Wastewater Treatment Plant Based on R.E.S. Theoretical and Experimental Approach, International Conference, Protection and Restoration of the Environment V, pp. 735-743, Thassos Island, Greece.

48 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ [9] Καλδέλλης Ι.Κ., Σακκάς Αθ., 2001, «Οικονομικοτεχνική Αξιολόγηση Πειραματικής Εγκατάστασης Αεριοποίησης Γεωργικών Απορριμμάτων στον Ελλαδικό Χώρο», 2ο Εθνικό Συνέδριο «για την Εφαρμογή των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. - Προτεραιότητες σε Συνθήκες Απελευθερωμένης Αγοράς», ΕΜΠ-RENES, σσ. 479-485, ΚΕΙΠΠ- Γουδί, Αθήνα. [10] Σιγάλας I., Καλδέλλης I., 1999, «Βέλτιστη Ενεργειακή ιαχείριση Εγκατάστασης Αναερόβιας Επεξεργασίας Βιολογικής Ιλύος με Χρήση Γεωθερμίας Χαμηλής Ενθαλπίας», 6ο Εθνικό Συνέδριο IΗΤ-Βελτιστοποίηση Ενεργειακών ιεργασιών, Τόμος Α, σσ. 471-478, Βόλος. [11] Καλδέλλης Ι.Κ., Αράπης Α., Κων/νίδης Π., 2002, «Οικονομικό-Τεχνική ιερεύνηση υνατοτήτων Ηλεκτροπαραγωγής με Συμπαραγωγική Χρήση Γεωθερμικών Ρευστών Χαμηλής-Μέσης Ενθαλπίας», 7ο Εθνικό Συνέδριο IΗΤ, Τόμος Β, σσ.81-88, Νοέμβριος-2002, Πάτρα. [12] Κορμπάκης Γ., Καλδέλλης Ι., 2001, «Παρούσα Κατάσταση-Προοπτικές Μικρών Υδροηλεκτρικών στη Χώρα μας», Περιοδικό «Τεχνικά», Τεύχος 171, σσ. 57-62. [13] Kaldellis J.K., Vlachou D.S., Korbakis G., 2004, Techno-Economic Evaluation of Small Hydro Power Plants in Greece: A Complete Sensitivity Analysis, to appear in the Energy Policy Journal, on-line available (12/05/04) in www.sciencedirect. [14] Kaldellis J., Konstantinidis P., 1995, Social-Environmental Cost of Energy Production in Greece, 4o Συνέδριο Περιβαλλοντικής Επιστήμης και Τεχνολογίας, Πανεπ. Αιγαίου, Vol. B, pp. 596-605, Λέσβος. [15] Kaldellis J.K., Spyropoulos G., Chalvatzis K.J., 2004, The Impact of Greek Electricity Generation Sector on the National Air Pollution Problem, Fresenius Environmental Bulletin, Vol. 13 (7), pp. 647-656. [16] Chalvatzis K.J., Spyropoulos G.C., Kaldellis J.K., 2004, The Contribution of the Greek Electricity Generation Sector on the Global Climate Changes, International Conference of Protection and Restoration of the Environment VII, July 2004, Myconos, Greece. [17] Kaldellis J.K., M. Voutsinas, A.G. Paliatsos, P.S. Koronakis, 2003, Temporal Evolution of the Sulfur Oxides Emissions from Greek Electricity Generation Sector, to appear in the Journal of Environmental Technology, RMH/2003/12 (in press).

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 49 [18] Kaldellis J.K., Spyropoulos G., Chalvatzis K.J., Vlachos G., 2004, Estimating the Energy Related Nitrogen Oxides Production in Greece, for the Next Decade, 7th Hellenic Conference in Meteorology, Climatology and Atmospheric Physics, Univ. of Cyprus, 27-29 September, Nicosia, Cyprus. [19] Kaldellis J.K., Konstantinidis P., 2001, Renewable Energy Sources Versus Nuclear Power Plants Face the Urgent Electricity Demand of Aegean Sea Region, presented in the First Hellenic-Turkish International Physics Conference, Kos-Alikarnassos, published also in Balkan Physics Letters Journal, SI/2001, pp. 169-180. [20] Καλδέλλης I., Κωνσταντινίδης Π., 1999, «Ανάλυση Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων-Προτάσεις Προστασίας Ιστορικών Μνημείων», Γ ιεθνής Έκθεση και Συνέδριο HELECΟ 99, σσ. 525-535, Θεσσαλονίκη. [21] Καλδέλλης Ι.Κ., Παλιατσός Α.Γ., Κωνσταντινίδης Π., 2002, «Η Χρονική Εξέλιξη του Εγχώριου Ενεργειακού Μίγματος στα Πλαίσια των Ευρωπαϊκών Προσπαθειών Αντιμετώπισης του Φαινομένου του Θερμοκηπίου», 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο Μετεωρολογίας, Κλιματολογίας και Φυσικής της Ατμόσφαιρας, Πανεπ. Ιωαννίνων, Ιωάννινα. [22] Kaldellis J., 1993, The Impact of Social Costs of Energy Consumption on the Cost-Benefit Analysis of Wind Turbine Installations., ASME Energy Systems and Ecology «ENSEC 93» Conference, Poland. [23] Kaldellis J.K., 2002, Renewable Energy Sources and the Reduction of Air Pollution: Risk Assessment in Greece, International Conference, Protection and Restoration of the Environment VI, Conference Proceedings, pp. 1599-1607, Skiathos Island, Greece. [24] Καλδέλλης I., Βλάχου., Κωνσταντινίδης Π., 1999, «Θαλάσσια Ρύπανση από Πετρελαιοειδή. Αξιολόγηση Μεθόδων Αντιρρύπανσης Βάσει Περιβαλλοντικής-Οικονομικής Απόδοσης», 6ο ιεθνές Συνέδριο Περιβαλλοντικής Επιστήμης και Τεχνολογίας, Παν. Αιγαίου, σσ. 729-737, Πυθαγόρειον-Σάμου. [25] Paliatsos A.G., Kaldellis J.K., Nastos P.Th., 2002, Assessment of Air Quality Spatial Distribution in the Greater Athens Area, International Conference, Protection and Restoration of the Environment VI, Conference Proceedings, pp. 1849-1853, Skiathos Island, Greece.

50 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ [26] Καλδέλλης I., Γιαννακόπουλος., 1999, «Αιολικές Μηχανές από το Λυκόφως του Πολιτισμού Μέχρι τον 21ο Αιώνα», Μέρος Α (Εμπειρική Περίοδος), Περιοδικό Πανελληνίου Συλλόγου ιπλωματούχων Μηχανολόγων Ηλεκτρολόγων, τεύχος 318, σσ. 52-57. [27] Κοδοσάκης., Καλδέλλης I., 1998, «1983-1998, Το Ελληνικό Πρόγραμμα Αιολικών Εφαρμογών», Εθνικό Συνέδριο για την Εφαρμογή των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, ΕΜΠ-RENES, σσ. 471-478, Ίδρυμα Ευγενίδου, Αθήνα. [28] Kaldellis J.K., 2003, Investigation of Greek Wind Energy Market Time-Evolution, Energy Policy Journal, Vol. 32/7, pp. 865-879.

Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ 51 ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Εφαρμογή 1.1 α. Χρησιμοποιώντας τα στοιχεία των Πινάκων 1.I και 1.II, να εκτιμήσετε τη μέση ετήσια και ημερήσια κατά κεφαλή κατανάλωση ενέργειας στον πλανήτη μας για το έτος 1990. β. Να σχολιάσετε τα αποτελέσματα όσον αφορά την αντιπροσωπευτικότητα της μέσης ετήσιας κατανάλωσης ενέργειας ανά άτομο, καθώς και τη σχέση της ημερήσιας κατανάλωσης ενέργειας με αυτή που είναι απαραίτητη για τη διατροφή του μέσου ανθρώπου. γ. Ακολούθως, θεωρώντας ότι ο πληθυσμός του πλανήτη μας το 2000 αντιστοιχεί στα στοιχεία του Πίνακα 1.II με σταθερή την κατά κεφαλή κατανάλωση ενέργειας του έτους 1990, ποιο θα έπρεπε να είναι το ποσοστό αύξησης της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας αποκλειστικά λόγω αύξησης του πληθυσμού τη δεκαετία 1990-2000; Απάντηση α. Εφόσον ο πληθυσμός του πλανήτη μας εκτιμάται το 1990 σε 5.247 δισεκατομμύρια άτομα και η ετήσια κατανάλωση ενέργειας σε 0.348Q, τότε η μέση ετήσια κατά κεφαλήν κατανάλωση ενέργειας ισούται με: e = (0.348 2.52 10 17 Κcal/5.247 10 9 άτομα) = 16.71 10 6 Κcal (δηλαδή περίπου δεκαεπτά εκατομμύρια μεγάλες θερμίδες ετησίως). Αντίστοιχα, η ημερήσια κατανάλωση ενέργειας ανά κάτοικο ισούται με: e ο = (16.71 10 6 Κcal/365) = 45791 Kcal 45800 Kcal. β. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ανισοκατανομή της κατά κεφαλήν κατανάλωσης ενέργειας μεταξύ των πλούσιων και αναπτυγμένων χωρών (Β. Αμερική, Ευρώπη και Ιαπωνία) και των υποανάπτυκτων χωρών είναι τεράστια, φθάνοντας και μέχρι την αναλογία 50:1. Το γεγονός αυτό αναιρεί την αντιπροσωπευτικότητα των παραπάνω υπολογισμών (βλέπε και Σχήμα 1.1). Παράλληλα, όπως παρατηρούμε, η διατροφή του μέσου ανθρώπου (2500 Kcal ημερησίως) αποτελεί μόλις το 5.5% του συνόλου των ημερήσιων ενεργειακών αναγκών του. Στην πραγματικότητα ο μέσος άνθρωπος καταναλώνει υπερεικοσαπλάσια ποσά ενέργειας (μεταφορές, θέρμανση-ψύξη, ανέσεις,

52 ΚΑΛ ΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ρούχα κ.λπ.) από αυτά που είχε απόλυτη ανάγκη ο πρόγονός του των προϊστορικών χρόνων. γ. Τέλος, με σταθερή την κατά κεφαλήν κατανάλωση ενέργειας ίση με αυτήν του 1990 και λαμβάνοντας υπόψιν μόνο την αύξηση του γήινου πληθυσμού για το 2000 (ίσο με 6.090 δισεκατομμύρια ανθρώπους), η αναμενόμενη κατανάλωση ενέργειας εκτιμάται σε: E(2000) = (6.090 10 9 16.71 10 6 Kcal) = 1.018 10 17 Kcal = 0.404 Q. Συνεπώς, το αναμενόμενο ποσοστό αύξησης «ε» της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας στη δεκαετία 1990-2000, λόγω της αύξησης του γήινου πληθυσμού, είναι: ε = (0.404 0.348)/ 0.348 = 0.161 16.1%. Η αντίστοιχη τιμή του Πίνακα 1.Ι εκτιμά την πλανητική κατανάλωση ενέργειας το 2000 στα επίπεδα των 0.411Q, δηλαδή ελαφρώς μεγαλύτερη από την προβλεπόμενη με βάση τη διαχρονική αύξηση του πληθυσμού. Εφαρμογή 1.2 α. Υποθέτοντας ότι τα σημερινά παγκόσμια βεβαιωμένα αποθέματα συμβατικών καυσίμων συμπεριλαμβανόμενων και των σχάσιμων υλικών (με χρήση αναγεννητικών αντιδραστήρων) προσεγγίζουν τα 600Q, ενώ η σημερινή παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας εκτιμάται στα 0.4Q με μέσο ετήσιο ρυθμό αύξησης ίσο με 5%, να υπολογισθεί ο χρόνος εξάντλησης των βεβαιωμένων ενεργειακών αποθεμάτων. β. Τέλος, υποθέτοντας ότι τα συνολικά πραγματικά ενεργειακά αποθέματα του πλανήτη μας είναι δεκαπλάσια (6000Q) των βεβαιωμένων, να επανεκτιμηθεί ο χρόνος ενεργειακής επάρκειας. Απάντηση α. Εάν «E o» η τρέχουσα ετήσια ενεργειακή κατανάλωση του πλανήτη μας και «ε» ο αντίστοιχος (σταθερός κατά σύμβαση) ετήσιος ρυθμός αύξησης της κατανάλωσης ενέργειας, τότε η συνολική ενεργειακή κατανάλωση μετά από πάροδο -n ετών δίνεται σαν: (1.2.1) oπότε με κατάλληλη επίλυση και επειδή πρέπει: