Τ ε χ ν ο λ ο γ ικ ό Ε κ π α ιδ ε υ τ ικ ό Ί δ ρ υ μ α Κ α β ά λ α ς Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών
Τμήμα Τεχνολογίας Πετρελαίου και Φυσικού Αερίου
ΒΙΟΜΑΖΑ ΚΑΙ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΩΣ ΤΡΟΠΟΣ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ ΤΟΥ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΥ
ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ
Πτυχιακή εργασία της σπουδάστριας:
Σοφ ίας Τσόλα
Εισηγητής:
Δρ. Χριστοφορίδης Αχιλλέας, Καθηγητής ΤΕΙ Καβάλας
Καβάλα 2008
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ σ ε λ ί δ α ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ιο
1.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 4
1.2. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΧΡΗΣΗΣ ΜΗ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ-ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΚΡΙΣΗ-ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ
ΕΠΙΒΑΡΥΝΣΕΙΣ 5
1.2.1. ΜΕΤΡΑ ΠΟΥ ΕΠΙΒΛΗΘΗΚΑΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΜΕΙΩΣΗ ΤΩΝ ΕΚΠΟΜΠΩΝ
ΡΥΠΩΝ 8
1.2.2. ΕΞΑΝΤΛΗΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΘΕΜΑΤΑ ΑΡΓΟΥ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ 9 1.2.3. ΑΠΕΞΑΡΤΗΣΗ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΧΩΡΩΝ ΑΠΟ ΤΟ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ ΚΑΙ
Η ΣΤΡΟΦΗ ΣΤΙΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 10
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο
2.1. ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 13
2.1.1. ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 13
2.1.2. ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 14
2.2. ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 15
2.2.1. ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 15
2.2.2. ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 16
2.2.3. ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΕΣ ΠΤΥΧΕΣ ΤΗΣ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 17
2.2.4. ΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 17
2.2.5. ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ 17
2.3. ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 18
2.3.1 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 18
2.3.2. ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 19
2.3.3. ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ
ΚΑΙ Ο ΑΝΤΙΚΤΥΠΟΣ ΓΙΑ ΤΑ ΔΙΚΤΥΑ 19
2.3.4. ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΕΣ ΠΤΥΧΕΣ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 19
2.3.5. ΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 20
2.3.6. ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΟΣ
ΡΟΛΟΣ 20
2.3.7. ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 20
2.3.7.Ι. ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 21
2 3.1 2. ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 22
2.4. ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 23
2.4.1. ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 24
2.4.2. ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 24 2.4.3 ΡΟΑΟΣ ΣΤΑ ΗΑΕΚΤΡΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ 0 ΑΝΤΙΚΤΥΠΟΣ
ΓΙΑ ΤΑ ΔΙΚΤΥΑ 25
2.4.4. ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΕΣ ΠΤΥΧΕΣ 25
2.4.5. ΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΥΔΡΟΗΑΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 25
2.4.6. ΠΕΡΙΒΑΑΑΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ 25
2.4.7. ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΜΕΑΑΟΝΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ 26
2.5. ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 26
2.5.1. ΠΕΡΙΒΑΑΑΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ 27
2.5.2. ΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 27
2.5.3. ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΜΕΑΑΟΝΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ 28
2.5.4. ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΕΣ ΠΤΥΧΕΣ 28
2.6. ΒΙΟΜΑΖΑ ΩΣ ΤΡΟΠΟΣ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ ΤΟΥ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΥ
ΠΡΟΒΑΗΜΑΤΟΣ 29
2.6.1 ΤΑ ΠΑΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ 30
2.6.2. ΤΑ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ 31
2.7. ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ 31
2.8. Η ΒΙΟΜΑΖΑ ΑΝΗΚΕΙ ΣΤΙΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ; 32
2.8.1. ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΒΙΟΜΑΖΑΣ 32
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο
3.1. ΧΡΗΣΗ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 35 3.1.1. ΤΕΧΝΟΑΟΓΙΕΣ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ
ΤΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ 36
3.1.2. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 39 A. ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ 39 Β. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΑΕΡΙΟΥ ΑΠΟ ΧΩΡΟΥΣ ΥΓΕΙΟΝΟΜΙΚΗΣ ΤΑΦΗΣ
ΣΤΕΡΕΩΝ ΑΠΟΡΡΙΜΜΑΤΩΝ 41
Γ. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΑΕΡΙΟΥ ΑΠΟ ΤΗΝ ΙΑΥ ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΕΤΑΙ ΣΤΙΣ
ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΑΣΤΙΚΩΝ ΑΥΜΑΤΩΝ 41
Δ. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΑΕΡΙΟΥ ΑΠΟ ΑΠΟΒΑΗΤΑ ΕΑΑΙΟΥΡΓΕΙΩΝ 42 Ε. ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΓΙΑ ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗ
ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΗΑΕΚΤΡΙΣΜΟΥ 43
Ζ. ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΦΥΤΕΙΩΝ 44
ΕΤΗΣΙΕΣ ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΚΑΑΑΙΕΡΓΕΙΕΣ 45 ΠΟΑΥΕΤΗΣ ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΚΑΑΑΙΕΡΓΕΙΕΣ 47
ΔΑΣΙΚΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΚΑΑΑΙΕΡΓΕΙΕΣ 49
Η. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΑΙΘΑΝΟΑΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟΝΤΗΖΕΑ 49
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο
4.1. Η ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΠΡΟΟΔΟΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΤΕΥΞΗ ΤΩΝ ΣΤΟΧΩΝ ΤΗΣ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗΣ ΕΝΩΣΗΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 52
4.1.1. Η ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΗ ΠΟΡΕΙΑ 53
4.2. ΓΕΝΙΚΟΣ ΣΤΟΧΟΣ ΓΙΑ ΟΛΗ ΤΗΝ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΝΩΣΗ 54
4.3. ΣΤΟΧΟΣ ΓΙΑ ΤΑ ΒΙΟΚΑΥΣΙΜΑ 54
4.4. ΕΘΝΙΚΗ ΣΤΟΧΟΙ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑ ΔΡΑΣΗΣ ΓΙΑ ΝΑ ΕΦΑΡΜΟΣΤΕΙ
ΣΤΗΝ ΠΡΑΞΗ Η ΠΟΛΙΤΙΚΗ 55
4.4.1. ΠΩΣ ΕΙΝΑΙ ΔΥΝΑΤΗ Η ΕΠΙΤΕΥΞΗ; 56
4.5. ΠΟΛΙΤΙΚΕΣ ΠΡΟΩΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗΣ ΕΝΩΣΗΣ ΓΙΑ
ΤΙΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 57
4.6. ΑΝΤΙΚΤΥΠΟΣ ΣΤΙΣ ΕΚΠΟΜΠΕΣ ΑΕΡΙΩΝ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ
ΚΑΙ ΑΛΛΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ 60
4.7. ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΤΟΥ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΥ ΕΦΟΔΙΑΣΜΟΥ 60
4.8. ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΙ ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ
ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 61
4.8.1. ΠΟΙΟ ΠΟΣΟ ΘΑ ΚΛΗΘΕΙ Ν Α ΠΛΗΡΩΣΕΙ Η ΚΟΙΝΩΝΙΑ ΓΙΑ 20%
ΜΕΡΙΔΙΟ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ; 62
4.9. ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ 64 4.10 ΑΠΟΨΕΙΣ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΟ ΡΟΑΟ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ
ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΩΣ ΤΟ 2030-2040 66
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5ο
5.1. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 68
5.2. ΤΕΑΙΚΟ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ 72
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 73
r ΚΕΦΑΛΑΙΟ
I ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Η εντατική χρήση των ορυκτών καυσίμων (γαιάνθρακες, πετρέλαιο, φυσικό αέριο) και της ττυρηνικής ενέργειας τα τελευταία χρόνια, ευθύνεται σε μεγάλο βαθμό για τα σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα που αντιμετωπίζει ο πλανήτης μας και τα οποία έχουν άμεσο αντίκτυπο στις κλιματικές συνθήκες και γενικά στις συνθήκες ζωής πάνω στον πλανήτη.
Είναι φανερό ότι οι ενεργειακές ανάγκες συνεχώς θα αυξάνονται, αφού ο πληθυσμός της γης αυξάνεται με γοργούς ρυθμούς αλλά και η βελτίωση του βιοτικού επιπέδου του ανθρώπου πολλαπλασιάζει τις δραστηριότητές του, οι οποίες τελικά απαιτούν κατανάλωση ενέργειας.
Όταν αναφερόμαστε στο ενεργειακό πρόβλημα, εννοούμε την αβεβαιότητα που επικρατεί λόγω της μελλοντικής έλλειψης συμβατικών καυσίμων (άνθρακας, πετρέλαιο, πυρηνική ενέργεια και φυσικό αέριο), των αυξημένων οικονομικών απαιτήσεων αλλά και των επιπτώσεων της επεξεργασίας αυτών των πηγών στο φυσικό περιβάλλον. Αυτή την ανασφάλεια ήρθε να κάνει ακόμα εντονότερη η ενεργειακή κρίση του 1973, ενώ οι ενεργειακές μας ανάγκες όλο και αυξάνονται.
Μετά τον τέταρτο Αραβοϊσραηλινό πόλεμο, τον Οκτώβριο του 1973, τα περισσότερα μέλη του Οργανισμού Αραβικών Πετρελαιοεξαγωγών Χωρών (OPEC) επέβαλαν μποϋκοτάζ πετρελαίου στις Η.Π.Α. και σε άλλα κράτη, κατηγορούμενα για υποστήριξη του Ισραήλ.
Η κρίση αποκάλυψε το μέγεθος της Ευρωπαϊκής εξάρτησης από το πετρέλαιο της Μέσης Ανατολής για την κάλυψη βασικών ενεργειακών αναγκών, αλλά και την εξάρτηση των Η.Π.Α. από τις εισαγωγές πετρελαίου.
Η ανορθολογική κατανάλωση ενέργειας αλλά και ο τρόπος επεξεργασίας των πηγών είχε σοβαρές επιπτώσεις στο περιβάλλον, όπως την εμφάνιση του Φαινομένου του Θερμοκηπίου, πρωταγωνιστικό ρόλο σε αυτό το φαινόμενο, παίζουν βέβαια το μεθάνιο και το διοξείδιο του άνθρακα.
Η ανθρωπότητα καλείται να απαντήσει στο βασικό ερώτημα, αν θα συνεχίσει να καλύπτει τις ενεργειακές της ανάγκες κυρίως με τα ορυκτά καύσιμα (μέχρι αυτά να εξαντληθούν) με την επακόλουθη περιβαλλοντική επιβάρυνση ή θα αναζητήσει σύντομα άλλες λύσεις.
Η μόνη απάντηση που προς το παρόν διαφαίνεται ότι θα περιορίσει δραστικά τα περιβαλλοντικά προβλήματα είναι η χρήση των ανανεώσιμων ττηγών ενέργειας (Α.Π.Ε). Αν και η τεχνολογία έχει κάνει σημαντικά βήματα προς τον τομέα αυτό, η εφαρμογή των Α.Π.Ε βρίσκεται σε αρχικό ακόμη στάδιο. Η εκμετάλλευση του ηλίου, του ανέμου, του νερού, της γεωθερμίας και της βιομάζας, που αποτελούν πηγές ενέργειας φιλικές προς το περιβάλλον, μπορούν και πρέπει να γίνουν οικονομικά εκμεταλλεύσιμες ώστε να συμβάλλουν στην αειφόρο ανάπτυξη, εφόσον είναι ανανεώσιμες και ρυπαίνουν ελάχιστα ή καθόλου.
Στη χώρα μας υπάρχει η δυνατότητα αξιοποίησης αυτών των ττηγών ενέργειας, γιατί και σημαντική ηλιοφάνεια έχουμε και αιολικό δυναμικό υπάρχει, ιδιαίτερα στα νησιά, αλλά και υδάτινο δυναμικό στις ορεινές περιοχές.
Η χρήση των παραπάνω πηγών ενέργειας θα μπορούσε να είναι μια λύση που θα μας απεξαρτητοποιούσε από τα ρυπογόνα και ακριβά, εισαγόμενα ορυκτά καύσιμα. Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω είμαστε απόλυτα εξαρτημένοι ενεργειακά από άλλες χώρες - τη Μέση Ανατολή για πετρέλαια, τη Ρωσία για φυσικό αέριο, καθώς και την Αλβανία, την Βουλγαρία, την Τουρκία για τον ηλεκτρισμό. Μέσα από την Ιστορία είδαμε αυτή την εξάρτηση να γίνεται μέχρι και αιτία πολέμου, απειλών, συμβιβασμών.
1.2. Αποτελέσματα χρήσης μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας - οικολογική κρίση - περιβαλλοντική επιβάρυνση
http://\vww.kpe-kastor.kas.sch.gr
Η χρήση των ορυκτών καυσίμων και της πυρηνικής ενέργειας επηρέοεσε τις κλιματικές συνθήκες του πλανήτη, συσσώρεύσε αέριους ρύπους στην.^
ατμόσφαιρα, ρύπανε σε σημαντική έκταση τα επιφανειακά ύδατα του πλανήτη, μείωσε τη βιοποικιλότητα και ακόμη μόλυνε περιοχές λόγω των πυρηνικών απόβλητων. Ενδεικτικά :
❖ Το 1952 στο Λονδίνο αναφέρονται χιλιάδες θάνατοι, όταν η άττνοια παγίδεψε τους αέριους ρύπους των εργοστασίων πάνω από την πόλη και δημιούργησε το τραγικό αυτό συμβάν.
Το 1973 εκδηλώνεται η πρώτη ενεργειακή κρίση όταν η τιμή του πετρελαίου πενταπλασιάστηκε μέσα σε μικρό χρονικό διάστημα.
Διαπιστώνεται η άμεση σχέση της ενεργειακής πολιτικής και της εθνικής ανεξαρτησίας μιας χώρας, αλλά και συνειδητοποιείται το γενικότερο πρόβλημα του εξαντλήσιμου των ενεργειακών αποθεμάτων. Εξαγγέλλονται προγράμματα εξοικονόμησης ενέργειας και αναζητούνται άλλες ενεργειακές πηγές.
<· Το 1982, εμφανίζονται τα πρώτα συμπτώματα καταστροφής των δασών της Κεντρικής Ευρώπης λόγω της όξινης βροχής. Αιτία, η καύση των υδρογονανθράκων ή γαιανθράκων σε μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
❖ Το 1989, το ναυάγιο του πετρελαιοφόρου Exxon Valdez στον κόλπο Prince William Sound της Αλάσκας, μας υπενθύμισε το κόστος της χρήσης 60 εκ. βαρελιών πετρελαίου την ημέρα.
❖ Το 1986, στην Ουκρανία γίνεται έκρηξη στην πυρηνική μονάδα του Τσερνομπίλ. Το ραδιενεργό νέφος, εκτός από την γύρω περιοχή, έπληξε το μεγαλύτερο μέρος της Κεντρικής και Δυτικής Ευρώπης αλλά και μέρος της χώρας μας. Τα δυσμενή αποτελέσματα καταμετρούνται ακόμη και σήμερα.
❖ Στο διάστημα 1989-1995 παρατηρήθηκε ιδιαίτερα μεγάλος αριθμός φυσικών καταστροφών, όπως οι θυελλώδεις άνεμοι που έπληξαν το 1990 τη Βόρεια Ευρώπη, οι μεγάλοι κυκλώνες που έπληξαν την Ασία το 1991, η καταιγίδα " Andrew" στις Η.Π.Α. το 1992, αλλά και οι τρομακτικές πλημμύρες στην περιοχή του Μισισιττή το 1993. Σύμφωνα με στοιχεία που αναφέρονται στην έκθεση της επιστημονικής ομάδας εργασίας της IPCC του 1995 (IPCC: Διακυβερνητική Επιτροπή για τις Κλιματικές Αλλαγές που αποτελείται από 2500 επιστήμονες, ιδρύθηκε το 1988 και τελεί υπό την αιγίδα του Ο.Η.Ε.) αποδεικνύεται πλέον καθαρά ότι οι ανθρώπινες δραστηριότητες επιδρούν στο παγκόσμιο κλίμα.
Άλλωστε η αύξηση της θερμοκρασίας κατά 0,3-0,6 ‘'C από το 1860 και μετά δεν μπορεί να αποτελεί φυσικό φαινόμενο.
❖ Οι βομβαρδισμοί των αμερικανικών και νατοϊκών δυνάμεων το 1991 στον Περσικό Κόλπο με βόμβες απεμπλουτισμένου ουρανίου, μόλυναν τις περιοχές με ραδιενεργά στοιχεία και
αποτέλεσαν την αιτία για την εμφάνιση πολλών κρουσμάτων λευχαιμίας και τερατογενέσεων. Ανάλογο φαινόμενο έζησε πρόσφατα (άνοιξη του 1999) και η γειτονική μας πρώην Γιουγκοσλαβία, με συνέπειες που δεν γνωρίζουμε ακόμη πόσο θα στοιχίσουν στο φυσικό περιβάλλον και στον άνθρωπο.
(τα στοιχεία για το παραπάνω κείμενο είναι από την σε>.ίδα w w w.kpe_kastor.kas.sch.gr)
Εκτός από τα συγκεκριμένα γεγονότα που ενδεικτικά αναφέρθηκαν παραπάνω, η χρήση των μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας προκάλεσε και συνεχίζει να προκαλεί έντονη περιβαλλοντική επιβάρυνση. Έτσι κατά την καύση των γαιανθράκων-πετρελαίου, όπου μετατρέπεται η χημική ενέργειά τους σε θερμική ενέργεια, παράγεται αιθάλη και διοξείδιο του άνθρακα, ενώ η καύση του πετρελαίου-γαιανθράκων παράγει επιπλέον οξείδια του αζώτου, του θείου και ελευθερώνεται μόλυβδος.
Η αιθάλη και τα αέρια αυτά σχηματίζουν την αιθαλομίχλη, που συχνά λόγω των θερμοκρασιακών αναστροφών εγκλωβίζεται στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, με δυσάρεστα αποτελέσματα. Ιδιαίτερα η αιθάλη εισπνέεται αλλά και επικάθεται παντού. Όσον αφορά το διοξείδιο του άνθρακα, με την αύξηση της ποσότητάς του στην ατμόσφαιρα, αυξάνεται και η διαφορά μεταξύ της εισερχόμενης στην ατμόσφαιρα ηλιακής ακτινοβολίας και της εξερχόμενης από αυτή μετά την ανάκλασή της στη Γη.
Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη, το γνωστό φαινόμενο του θερμοκηπίου, όπου το ρόλο του γυάλινου σκέπαστρου του θερμοκηπίου, παίζει η βεβαρημένη ατμόσφαιρα κυρίως με διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και οξείδια του αζώτου (αέρια θερμοκηπίου).
http://w>%"w.kpe-kastor.kas.sch.gr
Εκτός από την αέρια ρύπανση ακόμη και η έρευνα για ανακάλυψη κοιτασμάτων φυσικού αερίου και η εκμετάλλευσή τους συνοδεύεται από
σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα. Κάθε φορά που γίνεται π.χ. μια γεώτρηση στη θάλασσα για φυσικό αέριο, παράγονται κατά μέσο όρο 1.500 - 2.000 τόνοι τοξικής λάσπης που περιέχει πτητικές οργανικές ενώσεις, πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες, αρσενικό, μόλυβδο και ραδιενεργά υλικά, όπως το ράδιο. Η απόρριψη της λάσπης αυτής στη θάλασσα ή η διάθεσή της στην ξηρά εγκυμονεί σημαντικούς κινδύνους.
Είναι χαρακτηριστική η περίπτωση του Κόλπου του Μεξικού όπου η εντατική άντληση αερίου έχει καταστήσει μια περιοχή 3.000 τετραγωνικών μιλίων νεκρή ζώνη.
1.2.1. Μέτρα που επιβλήθηκαν για την μείωση των εκπομπών ρύπων
Η ανάγκη για παγκόσμιο περιορισμό των εκπομπών των αέριων ρύπων οδήγησε στην Παγκόσμια Συνδιάσκεψη του Ρίο το 1992 όπου, στο πλαίσιο της Συνθήκης για τις Κλιματικές Αλλαγές, οι 106 επικεφαλής των βιομηχανικών χωρών δεσμεύτηκαν μεταξύ τους να μειώσουν μέχρι το 2000 τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου στα επίπεδα του 1990. Η δέσμευση αυτή ωστόσο δεν τηρήθηκε από τις μισές περίπου χώρες που αφορούσε η συνθήκη. Στη Διάσκεψη του Βερολίνου, το Μ άρτιο του 1995, η Γερμανία εξήγγειλε μείωση των εκπομπών άνθρακα κατά 30%
έως το 2005 σε σχέση με το 1990, ενώ παράλληλα συνεχίζει να εγκαθιστά ανεμογεννήτριες, όπως και η Δανία, η Ολλανδία και η Ελβετία. Βέβαια η Γερμανία και η Αγγλία εκπέμπουν συνολικά αέρια θερμοκηπίου όσο περίπου όλες οι άλλες χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης.
Η Τρίτη Διακυβερνητική Διάσκεψη για το Κλίμα στο Κιότο το 1997, όχι μόνο δεν τηρήθηκε η απόφαση για την μείωση στην εκπομπή ρύπων κατά 5% μέχρι το 2010, αλλά πολλές ευρωπαϊκές χώρες αύξησαν η ς εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Επίσης η δυνατότητα, που προσφέρει η Συνθήκη, για εξαγορά δικαιωμάτων και ποσοστών ρύπων των λιγότερο αναπτυγμένων βιομηχανικών χωρών από τις πλέον αναπτυγμένες, δεν μειώνει καθόλου το συνολικό ρυπαντικό φορτίο του πλανήτη.
Σήμερα το 93% της ενέργειας που παράγει η ΔΕΗ προέρχεται από ορυκτά καύσιμα, ενώ αν εφαρμοστεί το 1 θετές πρόγραμμα της, η εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα θα φθάσει το 96%
(συμπεριλαμβανομένου και του φυσικού αερίου). Παράλληλα, η συμμετοχή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στη συνολική κατανάλωση ενέργειας περιορίζεται στο 6%.
(τα στοιχείο για το παραπάνω κείμενο είναι από την σελίδα w w w.kpe_kastor.kas.sch.gr)
1.2.2. Εξάντληση και αποθέματα αργού πετρελαίου Η απόδοση του ονόματος «μαύρος χρυσός» στο πετρέλαιο ορίζει με απόλυτα ορθολογικά κριτήρια την πραγματική διάσταση που έχει αυτό το ορυκτό στη λειτουργία του πλανήτη. Και όταν λέμε «λειτουργία» δεν εννοούμε μόνο τις ενεργειακές λύσεις που προσφέρει, αλλά και τον ρόλο που παίζει στις σχέσεις μεταξύ των κρατών. Αποκαλυπτικό είναι το συνολικό ποσοστό της εξάρτησης που υπάρχει μεταξύ των οδικών μεταφορών και του «μαύρου χρυσού»; φθάνει στο 98%, με ότι αυτό συνεπάγεται σε οικονομικό και περιβαλλοντικό επίπεδο για τον πλανήτη.
Παρόλα αυτά ο «μαύρος χρυσός» κάποια στιγμή θα εξαντληθεί. Τι θα γίνει τότε;
Το Κέντρο μελετών για την Παγκόσμια Ενέργεια, με έδρα το Λονδίνο, τονίζει το αυτονόητο των ανησυχιών παγκοσμίως για τα αποθέματα πετρελαίου, οι θεαματικές αυξήσεις στην τιμή του πετρελαίου υπήρξαν άλλες τρεις φορές στις τελευταίες δεκαετίες: το 1956 μετά την κρατικοποίηση από την Αίγυπτο της διώρυγας του Σουέζ, το 1973 μετά τον αραβο-ισραηλινό πόλεμο και το 1979 μετά την ανακήρυξη της ισλαμικής δημοκρατίας στο Ιράν. Κάθε φορά που ανεβαίνουν οι τιμές, η κοινή γνώμη εκφράζει ανησυχίες εάν θα παραμείνει η πρόσβαση στα αποθέματα πετρελαίου, εάν μπορούμε να τα εκμεταλλευτούμε όπως πριν και τι θα γίνει εάν δεν θα μπορούμε.
Στα ενενήντα εκατομμύρια βαρέλια την ημέρα εκτιμάται ότι ανέρχεται η ημερήσια μέση κατανάλωση πετρελαίου σε παγκόσμιο επίπεδο και η τάση είναι ανοδική. Η απάντηση στην ερώτηση, εάν υπάρχει τόσο πετρέλαιο για να καλύψει τις αυξανόμενες ανάγκες και εάν είναι πράγματι αστείρευτα τα αποθέματα, είναι πολύ δύσκολη. «Για να πει κανείς πότε τελειώνει το πετρέλαιο πρέπει να ξέρει καλά, το πραγματικό ύψος των αποθεμάτων. Είναι ένα πάρα πολύ δύσκολο ερώτημα. Υπάρχει αντιπαράθεση μεταξύ των γεωλόγων γι’αυτό το ζήτημα. Οι γεωλόγοι διαφωνούν μεταξύ τους, αλλά και με τους οικονομολόγους. Η επικρατέστερη άποψη είναι ότι έχουμε αντλήσει περίπου το ένα τρίτο από τα τελικά αποθέματα, στα οποία έχουμε πρόσβαση. Υπάρχει αποδεδειγμένα ένα άλλο τρίτο, το οποίο το εντοπίσαμε και πρόκειται να αντλήσουμε. Το άλλο ένα τρίτο, το τελευταίο, πρέπει να το εντοπίσουμε.
Αυτοί είναι, έτσι πολύ γενικά, οι αριθμοί της στιγμής. Το βασικότερο ερώτημα εδώ είναι πότε θα φθάσει η παραγωγή πετρελαίου στο αποκορύφωμά της. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις του δικού μας Κέντρου, η στιγμή αυτή θα φθάσει, κάποτε γύρω στο 2025». Τονίζει σε ανακοίνωση ο εκπρόσωπος το κέντρου μελετών για την παγκόσμια ενέργεια. Οι περισσότεροι ειδικοί συμφωνούν ότι για τα επόμενα 20 χρόνια υπάρχει αφθονία πετρελαίου. Μόνο που τα πιο πλούσια κοιτάσματα βρίσκονται στην πιο «καυτή» περιοχή της γης. Στη Μέση Ανατολή.
Όπως, γίνεται αντιληπτό, εκτός από τις αρνητικές επιδράσεις του πετρελαίου στο περιβάλλον που έχουν αναφερθεί παραπάνω, τίθεται και το θέμα της εξάντλησης του, που στην προκειμένη περίπτωση θα πρέπει να προετοιμαστούμε κατάλληλα για την σταδιακή απεξάρτηση από αυτό.
(τ« στοιχειά του κειμένου είναι από: www.bbc.co.uk-greek/specials/1436/africa/oil.htm )
1.2.3 Απεξάρτηση από το πετρέλαιο και η στροφή στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
ΣΟΥΗΔΙΑ
Η Σουηδία έχει τις καλύτερες επιδόσεις όσον αφορά τους στόχους του Κιότο παγκοσμίως. Ήδη, το 26% της ενέργειας που καταναλώνουν οι κάτοικοί της προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές, ενώ πέρυσι έθεσε το στόχο να απεξαρτηθεί πλήρως από το πετρέλαιο μέχρι το 2020. Ο δασικός της πλούτος είναι ο «πράσινος χρυσός» της χώρας, αφού μπορεί να δώσει τεράστιες ποσότητες βιομάζας, χωρίς περιβαλλοντική υποβάθμιση. Ταυτόχρονα, γίνεται μεγάλη προσπάθεια για την παραγωγή βιοκαυσίμων από αστικά απόβλητα και κατάλοιπα. Περίπου 200 εργοστάσια παραγωγής βιοκαυσίμων λειτουργούν ήδη, ενώ θα ανοίξουν πολλά ακόμα. Ήδη στη Στοκχόλμη ένα στα τέσσερα λεωφορεία «καίνε»
βιοντίζελ και αιθανόλη. Ταυτόχρονα, έχει μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας με τη βελτίωση της θερμομόνωσης των κτιρίων, την ενίσχυση των Μέσων Μαζικής Μεταφοράς, της ποδηλατοκίνησης και της πεζοπορίας. Ετοιμάζεται μεγάλη αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας και των θαλάσσιων κυμάτων. Ο στόχος του μέλλοντος είναι το σύνολο της ενέργειας, σύμφωνα με το υπουργείο Βιώσιμης Ανάπτυξης, να λαμβάνεται από ανανεώσιμες πηγές. Ως ενδιάμεσο μέσο θα χρησιμοποιηθεί και το φυσικό αέριο.
ΒΡΕΤΑΝΙΑ
Όλο και περισσότεροι ευαισθητοποιημένοι Βρετανοί τοποθετούν στη στέγη του σπιτιού τους μια μικρή ανεμογεννήτρια. Η βρετανική κυβέρνηση επιδοτεί το 30% της αγοράς (όπως και για ηλιακούς θερμοσίφωνες), έναντι 50% που δίνει για φωτοβολταϊκά. Βεβαίως, στις περισσότερες περιπτώσεις η ενέργεια που μπορεί να προσφέρει η οικιακή ανεμογεννήτρια είναι λίγη, αλλά ακόμα και αυτή η ενέργεια δεν παύει να είναι μια στροφή προς τις ανανεώσιμες πηγές ενάργειας.
ΙΣΠΑΝΙΑ
Με ένα πρωτοποριακό νόμο που τέθηκε σε εφαρμογή τον Νοέμβριο, υποχρεώνονται όλα τα καινούργια κτίρια (καθώς και εκείνα που αναπαλαιώνονται σημαντικά) να προβλέπουν κάλυψη του 30% - 70%
των αναγκών τους σε ζεστό νερό από ηλιοθερμικά συστήματα, ενώ για τα μεγάλα κτίρια υπάρχει υποχρέωση εγκατάστασης και φωτοβολταϊκών.
Αναμένεται έκρηξη στις οικιακές ανανεώσιμες πηγές, καθώς υπάρχουν οικονομικά κίνητρα αλλά και κυρώσεις σε όσους αγνοήσουν το νόμο. Τα προηγούμενα 4 - 5 χρόνια, είχε προηγηθεί η αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας στην Ιβηρική Χερσόνησο, με την οποία η Ισπανία ανέβηκε στην τέταρτη θέση παγκοσμίως στις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας.
ΓΙΑΚΟΥΣΙΜΑ
Το νησί Γιακουσίμα, στην Ιαπωνία, μπορεί να είναι μικρό (μόλις 14.000 κάτοικοι), αλλά φιλοξενεί ένα μεγάλο πείραμα. Οι κάτοικοι του νησιού φιλοδοξούν, αξιοποιώντας την ενέργεια από τους καταρράκτες, να μετατραπούν σε νησίδα ενεργειακής αυτάρκειας και εξαγωγέα υδρογόνου. Ακολουθούν και άλλοι το παράδειγμα της Ισλανδίας, που έχει θέσει στόχο να γίνει η πρώτη «οικονομία του υδρογόνου» το 2050.
Ήδη στη Γιακουσίμα, όλα τα σπίτια παίρνουν ενέργεια από τα τρία υδροηλεκτρικά εργοστάσια. Καθώς όμως υπάρχει περίσσεια ενέργειας έβαλαν στόχο να παράγουν υδρογόνο μέσω υδρόλυσης του νερού. Έτσι, τα 9.500 αυτοκίνητα, τα 1.200 τουριστικά λεωφορεία και ο στόλος του νησιού θα κινούνται με υδρογόνο. Με το «καύσιμο του μέλλοντος» θα ζεσταίνονται και τα σπίτια.
ΒΡΑΖΙΑΙΑ
Η Βραζιλία θεωρείται ήδη πρωτοπόρος στην αιθανόλη, το καύσιμο που προέρχεται από φυτά και μειώνει δραστικά τις εκπομπές ρύπων. Το 40%
των αυτοκινήτων καίνε ήδη αιθανόλη, ενώ πάνω από τα μισά αυτοκίνητα που μπαίνουν τώρα σε κυκλοφορία μπορούν να καίνε είτε καθαρή αιθανόλη είτε βενζινόλη, ένα μείγμα βενζίνης - αιθανόλης. Η αιθανόλη από ζαχαροκάλαμο (όπως η βραζιλιάνικη) είναι πολύ πιο φτηνή από τη βενζίνη και μειώνει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου κατά 90%.
Ήδη, η παραγωγή αιθανόλης αυξάνεται δυναμικά στη Βραζιλία: από 192.000 βαρέλια το 2001 έφτασε τα 282.000 το 2005. Δεν λείπουν όμως και οι κίνδυνοι για το περιβάλλον, καθώς έχουν καταστραφεί τροπικά δάση -ακόμα και στον Αμαζόνιο- για να γίνουν χωράφια αιθανόλης, ενώ καταγράφονται απαράδεκτες πρακτικές, όπως το κάψιμο των χωραφιών για να γίνει η νέα σπορά.
ΑΥΣΤΡΑΑΙΑ
Με γοργούς ρυθμούς η ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών στην Αυστραλία, γεγονός που οφείλεται και στη συνεχή αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικού ρεύματος. Η κυβέρνηση έχει θεσπίσει οικονομικά κίνητρα για την εγκατάσταση τέτοιων συστημάτων στις κατοικίες, που ανάλογα με το ύψος της παραγωγής ηλεκτρισμού, μπορούν να φθάσουν έως και τα 4.000 δολάρια Αυστραλίας. Μόνο το 2005, εγκαταστάθηκαν 1.042 οικιακά φωτοβολταϊκά συστήματα (1.553 MWp) και διατέθηκαν 4,02 εκατομμύρια δολάρια Αυστραλίας για επιδοτήσεις. Συνολικά, η εγκατεστημένη ισχύς των φωτοβολταϊκών στην Αυστραλία φθάνει τα 8,2 MWp (6.700 συστήματα), ενώ από το 2000 -οπότε ξεκίνησε το
πρόγραμμα- έχουν διατεθεί για το σκοπό αυτό 35 εκατομμύρια δολάρια Αυστραλίας. Ενδιαφέρον παρουσιάζει και το πρόγραμμα Solar Cities που υλοποιείται αυτή τη στιγμή στη χώρα, στο πλαίσιο του οποίου θα κατασκευαστούν τέσσερις «ηλιακές πόλεις», οι οποίες θα ηλεκτροδοτούνται αποκλειστικά από τον ήλιο.
ΙΝΔΙΑ
Η Ινδία είναι η μόνη ασιατική χώρα με κυβερνητική υπηρεσία αφιερωμένη αποκλειστικά στην προώθηση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. Ο εθνικός στόχος είναι έως το 2012, το 10% της ηλεκτροπαραγωγής να προέρχεται από Α.Π.Ε. Στο πλαίσιο αυτό, η κυβέρνηση χορηγεί επιδότηση που καλύπτει το 100% για την ηλεκτροδότηση απομακρυσμένων χωρών από ηλιακά συστήματα, ενώ για τα χωριά που έχουν ήδη ηλεκτρισμό, προβλέπεται επιδότηση που φθάνει το 60% για την εγκατάσταση τέτοιων συστημάτων. Και στις πόλεις, όμως, οι ιδιώτες μπορούν να επενδύσουν στα φωτοβολταϊκά, παίρνοντας δάνειο, με ευνοϊκούς όρους.
Η.Π.Α.
Μπορεί η αμερικανική κυβέρνηση να αμφισβητεί τον ανθρώπινο ρόλο στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, αλλά σε τοπικό επίπεδο, οι Η.Π.Α.
πρωτοστατούν στη μάχη για την αντιμετώπιση των κλιματικών αλλαγών.
Συνολικά 187 δήμαρχοι έχουν υπογράψει τη Συμφωνία Προστασίας του Κλίματος, που υπαγορεύει τη λήψη μέτρων για μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου από τις μεταφορές. Είκοσι Πολιτείες έχουν θεσπίσει στάνταρντ για την προώθηση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, σύμφωνα με τα οποία ένα ποσοστό του ηλεκτρισμού που φθάνει στα σπίτια των καταναλωτών πρέπει να προέρχεται από Α.Π.Ε.
Ως γνωστόν, στην Καλιφόρνια ψηφίστηκε ο αυστηρότερος νόμος για την αυτοκινητοβιομηχανία, στο πλαίσιο του οποίου όλα τα Ι.Χ. που θα κυκλοφορήσουν μετά το 2009 θα πρέπει να εκπέμπουν 22% λιγότερα αέρια του θερμοκηπίου.
Τ ΚΕΦΑΛΑΙΟ
ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Οι ανανεώσιμες ττηγές ενέργειας (Α.Π.Ε.) ή "νέες πηγές ενέργειας" ή
"ήπιες μορφές ενέργειας" 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. Καταρχήν, για την εκμετάλλευσή τους δεν απαιτείται κάποια ενεργητική παρέμβαση, όπως εξόρυξη, άντληση, καύση, όπως με τις μέχρι τώρα χρησιμοποιούμενες πηγές ενέργειας, αλλά απλώς η εκμετάλλευση της ήδη υπάρχουσας ροής ενέργειας στη φύση. Δεύτερο, πρόκειται για "καθαρές" μορφές ενέργειας, πολύ φιλικές στο περιβάλλον, που δεν αποδεσμεύουν υδρογονάνθρακες, διοξείδιο του άνθρακα ή τοξικά και ραδιενεργά απόβλητα όπως οι υπόλοιπες ττηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα.
Ως "ανανεώσιμες πηγές" θεωρούνται γενικά οι εναλλακτικές των παραδοσιακών πηγών ενέργειας (π.χ. του πετρελαίου ή του άνθρακα), όπως η ηλιακή και η αιολική. Ο χαρακτηρισμός "ανανεώσιμες" είναι κάπως καταχρηστικός, μια και ορισμένες από αυτές τις πηγές, όπως η γεωθερμική ενέργεια δεν ανανεώνονται σε κλίμακα χιλιετιών. Τελευταία από την Ευρωπαϊκή Ένωση υιοθετούνται νέες πολιτικές για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, που προάγουν τέτοιες εσωτερικές πολιτικές και για τα κράτη μέλη.
Τα είδη των ήπιων μορφών ενέργειας είν α ι:
1. Αιολική ενέργεια 2. Ηλιακή ενέργεια 3. Υδροηλεκτρική ενέργεια 4. Γεωθερμική ενέργεια 5. Βιομάζα
2.1.1. Πλεονεκτήματα
• Είναι πολύ φιλικές προς το περιβάλλον, έχοντας πολύ λιγότερα κατάλοιπα και απόβλητα από τις συμβατικές πηγές ενέργειας.
• Δεν πρόκειται να εξαντληθούν ποτέ, σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα.
-13-
Μπορούν να βοηθήσουν την ενεργειακή αυτάρκεια μικρών και αναπτυσσόμενων χωρών, καθώς και να αποτελόσουν την 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, καταργώντας την ανάγκη για τεράστιες μονάδες παραγωγής ενέργειας (καταρχήν για την ύπαιθρο) αλλά και για μεταφορά της ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις.
Ο εξοπλισμός είναι απλός στην κατασκευή και τη συντήρηση και έχει μεγάλο χρόνο ζωής.
2.1.2. Μειονεκτήματα
• Έχουν αρκετά μικρό συντελεστή απόδοσης, της τάξης του 30% ή και χαμηλότερο. Συνεπώς απαιτείται αρκετά μεγάλο αρχικό κόστος εφαρμογής σε μεγάλη επιφάνεια γης. Γι’αυτό το λόγο μέχρι τώρα χρησιμοποιούνται σαν συμπληρωματικές πηγές ενέργειας.
• Για τον παραπάνω λόγο προς το παρόν δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη των αναγκών μεγάλων αστικών κέντρων.
• Η παροχή και απόδοση της αιολικής, υδροηλεκτρικής και ηλιακής ενέργειας εξαρτάται από την εποχή του έτους αλλά και από 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. Με την εξέλιξη όμως της τεχνολογίας τους και την προσεκτικότερη επιλογή χώρων εγκατάστασης (π.χ. σε πλατφόρμες στην ανοιχτή θάλασσα) αυτά τα προβλήματα έχουν σχεδόν λυθεί.
• Για τα υδροηλεκτρικά έργα λέγεται ότι προκαλούν έκλυση μεθανίου από την αποσύνθεση των φυτών που βρίσκονται κάτω απ' το νερό κι έτσι συντελούν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου.
2.2. ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
http://physics4u.gr
Γενικά αιολική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που παράγεται από την εκμετάλλευση του πνέοντος ανέμου. Η ενέργεια αυτή χαρακτηρίζεται
"ήπια μορφή ενέργειας" και περιλαμβάνεται στις "καθαρές" πηγές όπως συνηθίζονται να λέγονται οι πηγές ενέργειας που δεν εκπέμπουν ή δεν προκαλούν ρύπους. Η αρχαιότερη μορφή εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας ήταν τα ιστία (πανιά) των πρώτων ιστιοφόρων πλοίων και πολύ αργότερα οι ανεμόμυλοι στη ξηρά. Η αιολική ενέργεια αποτελεί σήμερα μια ελκυστική λύση στο πρόβλημα της ηλεκτροπαραγωγής. Το
«καύσιμο» είναι άφθονο, αποκεντρωμένο και δωρεάν. Δεν εκλύονται αέρια θερμοκηπίου και άλλοι ρύποι, και οι επιπτώσεις στο περιβάλλον είναι μικρές σε σύγκριση με τα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής από συμβατικά καύσιμα. Επίσης, τα οικονομικά οφέλη μιας περιοχής από την ανάπτυξη της αιολικής βιομηχανίας είναι αξιοσημείωτα.
2.2.1. Πλεονεκτήματα
Κατά αρχήν πρόκειται για "καθαρή" ενέργεια. Η χρήση μιας τουρμπίνας 600KW, σε κανονικές συνθήκες, αποτρέπει την αποβολή 1200 τόνων CO2 ετησίως, που θα αποβάλλονταν στο περιβάλλον αν χρησιμοποιείτο άλλη πηγή για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, όπως π.χ. άνθρακας. Δεν έχει καμιά επιβάρυνση για το περιβάλλον και ο τρόπος παραγωγής έχει αδιαμφισβήτητη ασφάλεια. Η αιολική ενέργεια είναι σήμερα η πιο φτηνή απ' όλες τις υπάρχουσες ήπιες μορφές και είναι ανεξάντλητη. Η παραγωγή ενέργειας από μια ανεμογεννήτρια κατά
τα 20 χρόνια λειτουργίας της ισοδύναμε! με την δΟπλάσια ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την κατασκευή, λειτουργία και καταστροφή της όταν αυτή κριθεί ανενεργή.
2.2.2. Μειονεκτήματα
Οι ανεμογεννήτριες μπορεί να προκαλέσουν τραυματισμούς ή θανατώσεις πουλιών, κυρίως αποδημητικών γιατί τα ενδημικά
«συνηθίζουν» την παρουσία των μηχανών και τις αποφεύγουν.
Γι’αυτό καλύτερα να μην κατασκευάζονται αιολικά πάρκα σε δρόμους μετανάστευσης πουλιών. Σε κάθε περίπτωση, πριν τη δημιουργία ενός αιολικού πάρκου ή και οποιασδήποτε εγκατάστασης Α.Π.Ε. θα πρέπει να έχει προηγηθεί Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων. Πάντως η συχνότητα ατυχημάτων πουλιών σε αιολικά πάρκα είναι πολύ μικρότερη αυτής των ατυχημάτων με αυτοκίνητα. Με την εξέλιξη όμως της τεχνολογίας και την αυστηρότερη επιλογή του τόπου εγκατάστασης (π.χ.
πλωτές πλατφόρμες σε ανοικτή θάλασσα) το παραπάνω πρόβλημα, αλλά και ο θόρυβος από τη λειτουργία των μηχανών, έχουν σχεδόν λυθεί.
Ένα σημαντικό μειονέκτημα της αιολικής ενέργειας είναι ότι εξαρτάται άμεσα από την ύπαρξη ικανοποιητικών ταχυτήτων ανέμου. Τι γίνεται όμως όταν δεν φυσάει άνεμος; Επειδή δεν υπάρχουν δυνατότητες για οικονομική αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας, επιβάλλεται να υπάρχει εφεδρεία συμβατικών σταθμών για το σύνολο της εγκατεστημένης ισχύος των ανεμογεννητριών. Για ηλεκτρικά συστήματα, όπως το σύστημα της Κρήτης, όπου οι αιχμές φορτίου καλύπτονται με αεροστρόβιλους ντίζελ και με υψηλό κόστος παραγωγής, θα μπορούσε να εξεταστεί η περίπτωση συνδυασμού ανεμογεννητριών με αντλητικά υδροηλεκτρικά έργα.
Καθώς η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις αιολικές συνθήκες, η επιλογή της σωστής τοποθεσίας είναι κρίσιμη για την προσέγγιση της οικονομικής βιωσιμότητας. Το κόστος παραγωγής ηλεκτρισμού από αιολική ενέργεια σημειώνει σταθερή μείωση όσο η τεχνολογία αναπτύσσεται. Τα τελευταία 15 χρόνια έχει καταγραφεί μείωση πάνω από 50 % του κόστους παραγωγής ηλεκτρισμού από αιολική ενέργεια. Σήμερα, η αιολική ενέργεια προσεγγίζει από άποψη τιμών το επίπεδο ανταγωνισηκότητας άλλων καυσίμων.
2.2.3. Οικονομικές πτυχές της αιολικής ενέργειας
2.2.4. Διαθεσιμότητα της αιολικής ενέργειας
Η αυξανόμενη χρήση αιολικής ενέργειας στην Ευρώττη είχε ως αποτέλεσμα διακυμάνσεις που πλέον απαντώνται και στον τομέα της παραγωγής, λόγω του ασταθούς χαρακτήρα της τροφοδοτούμενης αιολικής ενέργειας, ενισχύοντας κατ' αυτόν τον τρόπο η ς απαιτήσεις ελέγχου και αυξάνοντας επίσης το κόστος δικτύου ηλεκτροδότησης. Για τη διασφάλιση της σταθερής λειτουργίας του δικτύου παρά την υψηλή αστάθεια της τροφοδοτούμενης αιολικής ενέργειας, οι διαχειριστές συστημάτων μεταφοράς εξαρτώνται από τις πλέον ακριβείς προβλέψεις ηλεκτροπαραγωγής από αιολική ενέργεια. Η αναμενόμενη περαιτέρω επέκταση της αιολικής ενέργειας στην Ευρώττη σημαίνει ότι στο μέλλον πρέπει να δίνεται μεγαλύτερη προσοχή απ' ότι παλαιότερα στην αξιοπιστία του ενεργειακού εφοδιασμού κατά τη σχεδίαση νέων αιολικών σταθμών. Λόγω της μαζικής και διαρκούς επέκτασης της αιολικής ενέργειας, είναι πλέον εξαιρετικά δύσκολο να διασφαλιστεί η σταθερότητα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας - ειδικά στην περίπτωση διακοπής ισχύος. Οι μελλοντικές υπεράκτιες αιολικές εγκαταστάσεις ενδέχεται να παρέχουν περισσότερες ισοδύναμες ώρες ηλεκτρικής ενέργειας εν συγκρίσει με τους παράκτιους αιολικούς σταθμούς.
2.2.5. Προοπτικές μελλοντικής ανάπτυξης
Σύμφωνα με τις πρόσφατες προβλέψεις της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, η αιολική ενέργεια στην Ευρώπη αναμένεται να φτάσει στη συνολική ισχύ των 70 GW περίπου έως το 2010. Επιπλέον, η E.W.E.A. (Ευρωπαϊκή Ένωση Αιολικής Ενέργειας) έχει θέσει ως στόχο την αύξηση της
συνολικής ισχύος στα 180 GW έως το 2020, 70 GW της οποίας θα προέρχεται από υπεράκτιες αιολικές εγκαταστάσεις. Έως το 2010 η ισχύς αυτή αναμένεται να αντιστοιχεί στο 50 % της αμιγούς αύξησης και έως το 2020 μόλις στο 70 %.
2.3. ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
http://physics4u.gr
Ηλιακή ενέργεια χαρακτηρίζεται το σύνολο των διαφόρων μορφών ενέργειας που προέρχονται από τον Ήλιο. Τέτοιες είναι το φως ή φωτεινή ενέργεια, η θερμότητα ή θερμική ενέργεια καθώς και διάφορες ακτινοβολίες ή ενέργεια ακτινοβολίας. Η ηλιακή ενέργεια στο σύνολό της είναι πρακτικά ανεξάντλητη, αφού προέρχεται από τον ήλιο, και ως εκ τούτου δεν υπάρχουν περιορισμοί χώρου και χρόνου για την εκμετάλλευσή της. Όσον αφορά την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας, θα μπορούσαμε να πούμε ότι χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες εφαρμογών: τα παθητικά ηλιακά συστήματα, τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα, και τα φωτοβολταϊκά συστήματα. Τα παθητικά και τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα εκμεταλλεύονται τη θερμότητα που εκπέμπεται μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας, ενώ τα φωτοβολταϊκά συστήματα στηρίζονται στη μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του φωτοβολταϊκού φαινομένου.
2.3.1. Πλεονεκτήματα Μηδενική ρύπανση Αθόρυβη λειτουργία
Αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής
Απεξάρτηση από τροφοδοσία καυσίμων της ενέργειας (μπαταρίες) Δυνατότητα επέκτασης
Μηδενικό κόστος παραγωγής ενέργειας -ελάχιστη συντήρηση
2.3.2. Μειονεκτήματα
• Υψηλό κόστος κατασκευής
• Έλλειψη επιδοτήσεων
• Προβλήματα στην αποθήκευση
2.3.3. Ρόλος της ηλιακής ενέργειας στα ηλεκτρικά συστήματα και αντίκτυπος για τα δίκτυα
Η ηλιακή ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί μόνον όπου υπάρχουν αστικά συστήματα κεντρικής θέρμανσης. Δεν υπάρχει ακόμη άμεσος αντίκτυπος των συστημάτων ηλιακής ενέργειας στο ηλεκτρικό σύστημα. Η παραγωγή ηλεκτρισμού με τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας με τα συστήματα Συγκεντρωμένης Θερμικής Ηλιακής Ενέργειας ("Ηλιακοί κάδοι" ή "Ηλιακοί πύργοι", κάτοπτρα ευρείας κλίμακας και τεχνολογία εστίασης για την παραγωγή θερμότητας σε υψηλή θερμοκρασία που μετατρέπεται σε ηλεκτρισμό) μόλις εξέρχεται από το στάδιο της έρευνας και εισέρχεται στο στάδιο της επίδειξης και εμπορευματοποίησης με ορισμένες μονάδες στην Ισπανία.
2.3.4. Οικονομικές πτυχές, της ηλιακής ενέργειας Η ηλιακή ενέργεια ανταγωνίζεται κυρίως τα συμβατικά συστήματα θέρμανσης που βασίζονται στα ορυκτά καύσιμα ή τον ηλεκτρισμό. Σε σύγκριση με αυτά, η αναλογία του κόστους επένδυσης είναι πολύ υψηλότερη (90 % — 99 % του συνολικού κόστους) αλλά οι δαπάνες λειτουργίας είναι χαμηλές. Το συνολικό κόστος για ένα τυπικό οικιακό ηλιακό σύστημα θέρμανσης νερού για μια οικογένεια κυμαίνεται από 700 έως 5000 ευρώ. Καλά σχεδιασμένα ηλιακή συστήματα παράγουν/
υποκαθιστούν σήμερα θερμότητα της τάξης του 0,03-0,09 ευρώ/ kWh.
Λαμβανομένων υπόψη των σημερινών τιμών του ηλεκτρισμού, του πετρελαίου και του φυσικού αερίου καθώς και των αναμενόμενων αυξήσεων, τα σύγχρονα συστήματα αποθεματοποίησης σε συνδυασμό με μια αποτελεσματική θερμομόνωση επιτρέπουν τόσο την ευρεία διάθεση ζεστού νερού όσο και θέρμανσης.
Το θεωρητικό δυναμικό της ηλιακής ενέργειας είναι ανυπολόγιστο.
Ωστόσο, η πρακτική ισχύς της ηλιακής ενέργειας περιορίζεται από τεχνικούς και κοινωνικοοικονομικούς παράγοντες. Επίσης, τις συννεφιασμένες μέρες του χειμώνα, όταν η ζήτηση σε θερμότητα βρίσκεται στο αποκορύφωμά της, η διαθεσιμότητα ενέργειας περιορίζεται στο ελάχιστο.
2.3.5. Διαθεσιμότητα της ηλιακής ενέργειας
2.3.6. Προοπτικές μελλοντικής ανάπτυξης και αντίστοιχος ρόλος
Εάν οι σχετικές πολιτικές εξακολουθήσουν να στηρίζουν στον ίδιο βαθμό την ηλιακή ενέργεια, αναμένεται ότι η επιφάνεια που βρίσκεται λειτουργία στην Ε.Ε. θα αυξάνεται περίπου κατά 12 % ετησίως. Εφόσον οι ρυθμοί παραμένουν σταθεροί, το 50 % της αύξησης σε απόλυτες τιμές θα σημειωθεί μεταξύ 2010 και 2015. Εάν οι τιμές του πετρελαίου διατηρηθούν στα σημερινά ύψη (περίπου 60 δολ. το βαρέλι), η παραγωγή ηλιακής ενέργειας θα αυξηθεί ραγδαίως στις ηλιακές ζώνες της Ασίας και της Αφρικής.
2.3.7. Φωτοβολταϊκά συστήματα
http://www.images.google.
Μια σημαντική παράμετρος της ηλιακής ενέργειας είναι τα φωτοβολταϊκά συστήματα. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα αποτελούν μια από τις εφαρμογές των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, με τεράστιο ενδιαφέρον για την Ελλάδα. Εκμεταλλευόμενο το φωτοβολταϊκό φαινόμενο, το φωτοβολταϊκό σύστημα παράγει ηλεκτρική ενέργεια από την ηλιακή ενέργεια. Ένα φωτοβολταϊκό σύστημα αποτελείται από ένα ή περισσότερα πάνελ (ή πλαίσια, ή όπως λέγονται συχνά στο εμπόριο,
«κρύσταλλα») φωτοβολταϊκών στοιχείων (ή «κυψελών», ή «κυττάρων»), μαζί με τις απαραίτητες συσκευές και διατάξεις για τη μετατροπή της
