Κυριακή, 12 Ιανουαρίου 2014

Ένα "ανέφικτο όνειρο" της Γερμανίας; (#ενέργεια 100% από ΑΠΕ έως το 2050)

Δεν πρέπει να υποτιμήσουμε τη δυνατότητα μιας αποφασιστικής, επινοητικής και τεχνολογικά εξελιγμένης χώρας να επιτύχει μια σχεδόν αδιανόητη ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Τα φωτοβολταϊκά βρίσκονται παντού στην Γερμανία.
Η φωτογραφία είναι από πρόσφατη κατασκευή
με σχεδόν απόλυτη κάλυψη από ηλιακά πάνελ
Photo: Tim Fuller via Flickr.com.
Το Γερμανικό Energiewende ή Ενεργειακό Μονοπάτι, οδηγεί την κυρίαρχη βιομηχανική δύναμη της Ευρώπης σε εντελώς νέο έδαφος. Μετρημένοι και σοβαροί γραφειοκράτες βλέπουν τεχνικά εφικτή μια οικονομία βασισμένη στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας κατά 100% έως το 2050.  Ο Chris Goodall ρωτά - έχουν όλοι τρελαθεί;

του Chris Goodall*

Εμείς οι Βρετανοί δεν έχουμε κατανοήσει σωστά την κλίμακα μεγέθους του γερμανικού Energiewende, ή ενεργειακής μετάβασης.

Ένα πρόσφατο σεμινάριο στην Υπηρεσία Περιβάλλοντος της Γερμανίας (Umwelt Bundesamt ή UBA) εξέτασε κατά πόσον θα μπορούσε η χώρα να σταματήσει τελείως τη χρήση ορυκτών καυσίμων μέχρι το 2050.
Το συμπέρασμά του: είναι τεχνικά εφικτό να παραχθεί όλη η ενέργεια της χώρας - και όχι μόνο η ηλεκτρική ενέργεια - από ανανεώσιμες πηγές χωρίς τη χρήση βιομάζας, η πυρηνικής ενέργειας ή δέσμευσης και αποθήκευσης άνθρακα (CCS).

Αυτό θα σήμαινε την παραγωγή περίπου 3.000 τεραβατωρών (TWh) από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και την μετατροπή του μεγαλύτερου μέρους αυτής της ηλεκτρικής ενέργειας σε μεθάνιο (Power to Gas ) ή μεθανόλη / βουτανόλη (
Power to Liquid).

Αυτή είναι έξι φορές η τρέχουσα παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από όλες τις πηγές. Και αυτό θα σήμαινε μια μείωση κατά 50% της συνολικής χρήσης ενέργειας της Γερμανίας.

Μην τους υποτιμάτε

Είναι τρελοί; Νομίζω ότι πιθανότατα είναι. 
Ωστόσο, η Γερμανική κοινωνία είναι έντονα υπέρ του Energiewende και δεν πρέπει να υποτιμούμε την ικανότητα μιας αποφασισμένης, επινοητικής και τεχνολογικά εξελιγμένης χώρας να επιτύχει μια σχεδόν αδιανόητη ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Αυτό που φαίνεται σε μας σαν ένα μη ρεαλιστικό όνειρο μπορεί τελικά να λειτουργήσει.

Αν ιδωθούν ως ένα πολλαπλάσιο των σημερινών χαμηλών εκπομπών άνθρακα, οι αριθμητικοί στόχοι είναι ακόμα πιο εντυπωσιακοί. Κατά το 2013, η γερμανική αιολική ενέργεια που παρήγαγε 47 TWh και η ηλιακή 30 TWh . Η υδροηλεκτρική προσέθεσε ακόμη 15 TWh.

Συνολικά, οι ανανεώσιμες πηγές προμήθευσαν 92 TWh, ή περίπου το 3% όσων ο Οργανισμός αναφέρει ότι θα απαιτηθούν το 2050 για την πλήρη εξάλειψη εκπομπών άνθρακα  από την οικονομία.
Μια  επέκταση μεγάλης κλίμακας της υδροηλεκτρικής ενέργειας δεν είναι δυνατή. Έτσι, η αιολική και η ηλιακή ενέργεια θα πρέπει να μεγεθυνθούν κατά σχεδόν 40 φορές αν θέλουν να καλύψουν όλες τις ενεργειακές ανάγκες της χώρας.

Θα πρέπει να πούμε ότι στα έγγραφα του σεμιναρίου UBA αποφεύγεται οποιαδήποτε λεπτομερής αναφορά των συζητήσεων για το πώς η χώρα θα αυξήσει την ηλιακή και αιολική ενέργεια για να αντιμετωπίσει την τεράστια ανάγκη για ηλεκτρική ενέργεια μέχρι τα μέσα του αιώνα.

Η 
40πλάσια επέκταση  των φωτοβολταϊκών θα σήμαινε ότι πάνω από το ήμισυ των γερμανικών λιβαδιών θα έπρεπε να καλύπτονται από φωτοβολταϊκά πάνελ, αλλά κανείς δεν το ανέφερε αυτό. Φυσικά κάποια ενέργεια μπορεί να εισαχθεί, αλλά δεδομένου ότι οι περισσότερες από τις άλλες χώρες της Ευρώπης θα επιχειρήσουν τη δική τους εκδοχή του Energiewende δεν θα υπάρχει πολύ πλεόνασμα για μεταφορά.

Η φύση αυτής της φιλοδοξίας

Στην UBA φαίνεται να έχουν αποφασίσει ότι ένα μέλλον χαμηλών εκπομπών άνθρακα εξαρτάται καθοριστικά από την χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για πλήρη αντικατάσταση αερίων καυσίμων και καυσίμων κινητήρων.

Την ώρα που το Ηνωμένο Βασίλειο μιλά για μετατροπή των αυτοκινήτων σε ηλεκτρικά και για χρήση ηλεκτρικών αντλιών θερμότητας για την παροχή θέρμανσης στα σπίτια, η Γερμανία δεσμεύεται να χρησιμοποιεί την ισχύ της ως πρώτη ύλη για ανανεώσιμο μεθάνιο και για ανανεώσιμα υγρά καυσίμα.

( Παλαιότερα άρθρα στο Carbon Commentary έχουν εξετάσει τους λόγους για τους οποίους το δίκτυο του φυσικού αερίου είναι το μόνο δυνατό μέσο για την αποθήκευση του πλεονάσματος ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται σε πολύ θυελλώδεις ημέρες).

Μια μελέτη που παρουσιάστηκε στο συμπόσιο ...

εξέτασε τις σχετικές δυνατότητες αποθήκευσης του υπάρχοντος συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας στη Γερμανία σε σύγκριση με τα δίκτυα αποθήκευσης φυσικού αερίου και πετρελαίου (δείτε τον παρακάτω πίνακα).

Η τρέχουσα αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας είναι σχεδόν εξ ολοκλήρου υδροηλεκτρική ισχύς της μεθόδου "αντλιοστασίου" που αντλεί νερό, όταν το δίκτυο είναι σε πλεόνασμα, και στη συνέχεια το αφήνει να ρέει και πάλι σε περιόδους έλλειψης. Είναι σαφές ότι η ικανότητα αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας είναι πολύ μικρή και πρέπει να αυξηθεί σημαντικά - και ότι τα αντλιοστάσια δεν μπορούν να κάνουν αυτήν την δουλειά.



Τεχνολογίες μετατροπής ηλεκτρικής ισχύος σε καύσιμο

Το επιχείρημα είναι συναρπαστικό: μια μεγάλης κλίμακας εποχιακή αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να επιτευχθεί μόνο με τη μετατροπή της ενέργειας σε φυσικό αέριο, μέσω ηλεκτρόλυσης και μεθανίωσης, ή σε μεθανόλη / βουτανόλη χρησιμοποιώντας παρόμοιες μεθόδους.

Όποια και αν είναι η πρόοδος που μπορούμε ενδεχομένως να περιμένουμε στις μπαταρίες ή σε άλλες συμβατικές τεχνολογίες δεν θα μπορέσει να παρέχει περισσότερο από ένα μικρό κλάσμα της αποθήκευσης ενέργειας που θα απαιτηθεί.

Η πλήρης απεξάρτηση από τον άνθρακα, φαίνεται να λέει 
η UBA, θα απαιτήσει τεράστια επένδυση στη σημερινή εκκολαπτόμενη δύναμη των τεχνολογιών μετατροπής της ηλεκτρικής ενέργειας σε αέρια και σε υγρή μορφή ενέργειας (power to gas και power to liquids).

Η παρακάτω εικόνα κάνει επαναλαμβανόμενες εμφανίσεις στα έγγραφα του συμποσίου.



Για να αντικατασταθούν όλα τα καύσιμα άνθρακα με ανανεώσιμες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας, μεγάλο μέρος αυτού που μετατρέπεται σε άλλης μορφής ενέργεια περιλαμβάνει κατ 'ανάγκη και μεγάλες απώλειες μετατροπής.

Όσον αφορά την μετατροπή της πλεονάζουσας ενέργειας σε μεθάνιο, και στη συνέχεια την καύση της σε σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από φυσικό αέριο, αναπλάθεται λιγότερο από το ένα τρίτο της αρχικής ενέργειας.

Αλλά αν μια προηγμένη κοινωνία, όπως η Γερμανία ή το Ηνωμένο Βασίλειο, θέλει πραγματικά να απαλλαγεί από τους υδρογονάνθρακες, δεν υπάρχουν πολλές επιλογές. Πρέπει να αποδεχθεί την όποια σπατάλη ενέργειας αυτό συνεπάγεται, αφού διαφορετικά οι διαλείπουσες ανανεώσιμες μορφές ενέργειας θα χρειαστούν τεράστια υποστήριξη από τα ορυκτά καύσιμα.

Το τεράστιο μέγεθος κλίμακας αυτού που σχεδιάζεται

Το σεμινάριο εξέτασε τις εκτιμήσεις για την ποσότητα πρωτογενούς ενέργειας που απαιτείται για τη δημιουργία των καυσίμων που μια σύγχρονη οικονομία απαιτεί. Ο παρακάτω πίνακας παρουσιάζει τα αριθμητικά στοιχεία.


Πρωτογενής ενέργεια που απαιτείται      Τελική ενέργεια που δημιουργείται από αυτή
Ηλεκτρισμός         550 TWh                                 460 TWh ( 1)
Αέριο                     1110 TWh                                 300 TWh
Υγρά καύσιμα     1280 TWh                                 520 TWh

(1) Για την ηλεκτρική ενέργεια, η διαφορά μεταξύ πρωτογενούς και τελικής ενέργειας προκύπτει από τις απώλειες του δικτύου και από τις απώλειες στα αντλιοστάσια των υδροηλεκτρικών καθώς και από την χρησιμοποίηση κάποιας ηλεκτρικής ενέργειας για την παραγωγή μεθανίου, πριν από τη μετατροπή ξανά σε ηλεκτρική ενέργεια.

Οι Γερμανοί λένε όχι στην πυρηνική ενέργεια, αλλά επίσης και στην ενέργεια από άνθρακα και βιομάζα. Σε μια εργασία ενός υπαλλήλου της UBA, η ενέργεια από άνθρακα - CCS ονομάζεται «μη βιώσιμη», μια στάση εντυπωσιακά αντίθετη με την θέση του Ηνωμένου Βασιλείου. Τα βιοκαύσιμα όλων των μορφών απορρίπτονται για τους ίδιους λόγους.

Έτσι, όλη η ενέργεια (και όχι μόνον η ηλεκτρική ενέργεια) θα προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας το 2050 και το UBA βλέπει τα φωτοβολταϊκά και την αιολική ενέργεια, να είναι οι κυρίαρχες πηγές. Απαιτούνται 3.000 Τεραβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας για να γίνει αυτό δυνατό.

Σήμερα η Γερμανία έχει 36 GW από φωτοβολταϊκά, σε σύγκριση με περίπου 3 στο Ηνωμένο Βασίλειο. Αυτή η τεχνολογία δίνει το 5,3% της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας το 2013. Η αιολική ενέργεια παρέχει περίπου το 8% του συνόλου των ενεργειακών αναγκών με 33 GW από ανεμογεννήτριες, περίπου τέσσερις φορές την απόδοση του Ηνωμένου Βασιλείου.

Για την κάλυψη μόνο της τρέχουσας ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας 
της Γερμανίας, και όχι της συνολικής ενεργειακής ανάγκης που προτείνει η UBA, θα χρειαστεί μια επταπλάσια αύξηση σε ανεμογεννήτριες και ηλιακούς συλλέκτες. Αυτό δεν είναι αδύνατο, ειδικά αν η Γερμανία κινηθεί με επιτυχία στην υπεράκτια αιολική ενέργεια, η οποία είναι επί του παρόντος ένα αμελητέο ποσοστό των δυνατοτήτων απόδοσης του ανέμου.

Αλλά μπορεί η Γερμανία να επιδιώξει βάσιμα στη συνέχεια να αυξήσει την ηλεκτροπαραγωγή από ανανεώσιμες πηγές ακόμη έξι φορές για την παραγωγή ρεύματος από μεθάνιο και βουτανόλη επίσης;

Είμαι επιφυλακτικός.

Τεχνολογίες μετατροπής

Υπάρχει ένα άλλο σημαντικό σημείο. Το αν θα πετύχει ή όχι η Γερμανία τη φιλοδοξία για 100% ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, αποφεύγοντας τα βιοκαύσιμα και άλλες αμφισβητήσιμες πηγές, θα εξαρτηθεί πλέον κατά πολύ από την ανάπτυξη των τεχνολογιών μετατροπής που μετατρέπουν μεγάλες ποσοτήτες ηλεκτρικής ενέργειας σε αέριους και υγρούς φορείς αποθήκευσης ενέργειας.

Δεν υπάρχει καμία απολύτως σχετική συζήτηση στο Ηνωμένο Βασίλειο. Μήπως είναι ώρα για μας να αρχίσουμε να μαθαίνουμε από την γερμανική εστίαση σε αυτό το εξαιρετικά σημαντικό θέμα;


*Ο Chris Goodall είναι ένας εμπειρογνώμονας σε θέματα ενέργειας, περιβάλλοντος και κλιματικής αλλαγής. Γράφει στο blog Carbon Commentary, όπου δημοσιεύτηκε αυτό το άρθρο για πρώτη φορά με τον τίτλο Οι Γερμανοί στον ασυνήθιστο ρόλο των μη ρεαλιστών ονειροπόλων .
-πηγή άρθρου the ecologist, μτφ Γ Παπασπυρόπουλος για το eco blog

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...