Επιστροφή από το ενεργειακό μέλλον

Σε πιο πρόσφατους καιρούς, τα οφέλη από τα νέα καύσιμα και τις ενεργειακές τεχνολογίες ήταν λιγότερο ριζοσπαστικά, πράγμα που εξηγεί ίσως πόσο ανθεκτικές είναι οι βασικές ρυθμίσεις της ενεργειακής μας υποδομής με ορυκτά καύσιμα. Το φυσικό αέριο βρήκε αρχικά αγορές λόγω της ανώτερης ποιότητάς του ως καύσιμο θέρμανσης και μαγειρέματος. Τις τελευταίες δεκαετίες, οι ριζικές βελτιώσεις στον σχεδιασμό των αεριοστροβίλων έκαναν το φυσικό αέριο πιο πολύπλευρο και ευέλικτο καύσιμο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, εξασφαλίζοντας αυξανόμενο ρόλο στον τομέα της ενέργειας, ακόμη και πριν οι τιμές του φυσικού αερίου βρεθούν στον πάτο λόγω της σχιστολιθικής επανάστασης. Η ταχεία εκτόπιση του άνθρακα από το φυσικό αέριο στις Ηνωμένες Πολιτείες κατά την τελευταία δεκαετία οφείλεται όχι μόνο στο γεγονός ότι ήταν τόσο φθηνό αλλά και στο γεγονός ότι θα μπορούσε επίσης να συνδεθεί άμεσα (plug and play) με το υπάρχον κεντρικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Παρά την τεχνολογική καινοτομία και την πολυπλοκότητά τους, οι πυρηνικοί αντιδραστήρες μπορούν με τον ίδιο τρόπο να συνδέονται άμεσα με το υπάρχον κεντρικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας και ως εκ τούτου έχουν αποδειχθεί ικανοί να εκτοπίσουν την συγκεντρωτική μεγάλης κλίμακας παραγωγή ενέργειας από ορυκτά.

Φυσικά, αυτές είναι οι ρυθμίσεις για τις οποίες οι Lovins, Jacobson και πολλοί άλλοι υποστηρικτές της ανανεώσιμης ενέργειας έχουν επιμείνει, επί μισό αιώνα, ότι φθάνουν στο τέλος τους. Πολύ σύντομα, υποστηρίζουν, ο κόσμος θα τροφοδοτείται εξ ολοκλήρου από διάχυτες πηγές ενέργειας, που θα συλλέγονται από τα τεράστιες βάθη του πλανήτη, θα μεταφέρονται σε τεράστιες αποστάσεις και θα διανέμονται με αποκεντρωμένο τρόπο. Και η αλήθεια είναι ότι κανείς δεν μπορεί ακριβώς να αποδείξει ότι ένα τέτοιο μέλλον είναι απίθανο, για τον απλό λόγο ότι η απόδειξη, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, βρίσκεται στο μέλλον.

Υπάρχουν όμως σοβαροί λόγοι να πιστεύουμε ότι θα υπάρξουν πραγματικοί περιορισμοί στην ποσότητα της αιολικής και ηλιακής ενέργειας που θα μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε. Έχουν γίνει πολλά από τους θετικούς παράγοντες κλιμάκωσης που σχετίζονται με την αιολική και την ηλιακή ενέργεια. Το κόστος των ηλιακών μονάδων και των ανεμογεννητριών μειώνεται όσο μεγαλώνει η παραγωγή. Υπάρχει όμως και ένας αρνητικός παράγοντας κλιμάκωσης που συνδέεται με τις μεταβλητές τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας ο οποίος έχει συζητηθεί πολύ λιγότερο. Το κόστος ενσωμάτωσης των πόρων αυτών στα ηλεκτρικά δίκτυα αυξάνεται όπως και το μερίδιό τους στην συνολική αύξηση της ηλεκτρικής ενέργειας [5].

Η αιολική και η ηλιακή ενέργεια μαστίζονται από συντελεστές χαμηλής δυναμικότητας. Ο συντελεστής δυναμικότητας (capacity factor) είναι το μέτρο της ποσότητας ηλεκτρικής ενέργειας που παράγει ένας σταθμός ηλεκτροπαραγωγής ετησίως σε σχέση με την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που θα παρήγαγε εάν λειτουργούσε 24 ώρες την ημέρα, 365 ημέρες τον χρόνο. Τα εργοστάσια άνθρακα έχουν συνήθως συντελεστές δυναμικότητας άνω του 60%, ενώ οι πυρηνικές εγκαταστάσεις συνήθως υπερβαίνουν το 90%. Αντίθετα, τα αιολικά πάρκα έχουν συνήθως συντελεστές δυναμικότητας γύρω στο 30% και οι καλύτερες ηλιακές εκμεταλλεύσεις έχουν συντελεστή δυναμικότητας περίπου 20%.

Ένας πύργος που ανήκει στην μονάδα Abengoa Solar εμφανίζεται στο ηλιακό πάρκο «Solucar» στην Sanlucar la Mayor, κοντά στην πρωτεύουσα της Ανδαλουσίας, Σεβίλλη, στη νότια Ισπανία, στις 30 Νοεμβρίου 2015. MARCELO DEL POZO / REUTERS
-------------------------------------------------------------

Επειδή οι συντελεστές δυναμικότητας που συνδέονται με την παραγωγή αιολικής και ηλιακής ενέργειας είναι τόσο χαμηλοί, όταν το μερίδιο της αιολικής και ηλιακής γενιάς αρχίσει να προσεγγίζει περίπου το 20% της συνολικής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, η αξία των πόρων αυτών καταρρέει. Ο άνεμος και η ηλιακή ενέργεια σε αυτές τις συνθήκες παράγουν συστηματικά περισσότερη ενέργεια από ό, τι απαιτεί το δίκτυο σε συγκεκριμένες ώρες της ημέρας, καθιστώντας αναγκαία την περικοπή της ηλεκτρικής παραγωγής είτε από τις ανανεώσιμες πηγές είτε από τους πυρηνικούς και τους ορυκτούς πόρους. Και στις δύο περιπτώσεις, δαπανηρός κεφαλαιουχικός εξοπλισμός μένει αχρησιμοποίητος, αυξάνοντας το συνολικό κόστος του συστήματος για την παροχή αξιόπιστης ηλεκτρικής ενέργειας στους χρήστες καθ’ όλη την διάρκεια του έτους.

Δεν μπορούμε απλώς να απαλλαγούμε από την παραγωγή ορυκτών και πυρηνικών για την επίλυση αυτού του προβλήματος. Όταν ο άνεμος δεν φυσάει και ο ήλιος δεν λάμπει, θα πρέπει και πάλι να ικανοποιηθεί η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας. Κάθε φορά που ορισμένες τοποθεσίες με μεγάλη διείσδυση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας -το Τέξας ή η Γερμανία ή η Δανία- είναι σε θέση να καλύψουν ολόκληρη την ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, συνήθως σε μια ιδιαίτερα καθαρή και θυελλώδη ημέρα μέσα στο Σαββατοκύριακο, όταν η ζήτηση ηλεκτρισμού είναι χαμηλή, ακούμε για αυτό. Ελάχιστα ακούμε όμως όταν επί μέρες, και μερικές φορές επί εβδομάδες σε μια εποχή, η παραγωγή αιολικής και ηλιακής ενέργειας πέφτει στο μηδέν. Η επίτευξη πολύ μεγάλων μεριδίων αιολικής και ηλιακής ηλεκτρικής ενέργειας απαιτεί όχι μόνο καθημερινή αποθήκευση αλλά και αποθήκευση τεράστιων ποσοτήτων ηλεκτρικής ενέργειας για εβδομάδες και μήνες, για να λογαριαστούν στην εποχική διακύμανση.