Βαρυτική Αποθήκευση, ΕΣΕΚ και Δυτική Μακεδονία

Το νέο προτεινόμενο Εθνικό Σχέδιο για την Ενέργεια και το Κλίμα (ΕΣΕΚ) περιλαμβάνει σημαντικές αλλαγές στο μέχρι σήμερα διαμορφωμένο ενεργειακό πεδίο, με σημαντικότερη αυτή της πλήρους απολιγνιτοποίησης του Ελληνικού συστήματος με καταληκτικό έτος το 2028.

Το γεγονός αυτό αποτελεί κυρίαρχο στοιχείο για της περιοχές λιγνιτικής δραστηριότητας (Δυτική Μακεδονία, Μεγαλόπολη) οι οποίες σε χρονικό διάστημα μικρότερο της 10ετιας καλούνται να αναδιατάξουν το παραγωγικό τους μοντέλο με σημαντικές οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις, κάτι που πρέπει να προβληματίσει έντονα όσους κατοικούμε και δραστηριοποιούμαστε στην περιοχή, οθώντας μας να αναζητήσουμε πιθανές λύσεις.

Στη βάση αυτή, λαμβάνοντας ως δεδομένο πως η επόμενη δεκαετία θα δει τεράστια αύξηση στην ενέργεια από ΑΠΕ, και στηριζόμενος στο γεγονός πως το νέο σχέδιο περιλαμβάνει αρκετές ρυθμίσεις και προβλέψεις σχετικά με την αποθήκευση ενέργειας, κάνω μια προσπάθεια διερεύνησης σε μια τεχνολογία αποθήκευσης όχι πολύ γνωστή, η οποία όμως -πιστεύω- είναι ιδανική για να δώσει μερική λύση στο πρόβλημα που αντιμετωπίζει η περιοχή κατά τη διαδικασία μετάβασής της σε συνθήκες χαμηλής λιγνιτικής εξάρτησης.

Σύστημα αποθήκευσης με συστοιχίες μπαταριών λιθίου, της TESLA

Πρόσφατα, τίθενται επί τάπητος πολλές προτάσεις και ιδέες περί αποθήκευσης ενέργειας, προκειμένου -εκτός των άλλων- να διατηρηθεί και η "ταυτότητα" της περιοχής ως "Ενεργειακό Κέντρο" της χώρας και -γιατί όχι- των Βαλκανίων και την Ν.Α. Ευρώπης.

Αυτό είναι κάτι ιδιαίτερα σημαντικό για την περιοχή, καθώς, όπως τόνισε και ο Περιφερειάρχης Δυτικής Μακεδονίας Γιώργος Κασαπίδης σε πρόσφατη ημερίδα, τουλάχιστον 25000 θέσεις εργασίας θα χαθούν στην περιοχή από την βίαιη απολιγνιτοποιησή της.

Ανάμεσα στις διάφορες μεθόδους αποθήκευσης που σήμερα χρησιμοποιούνται, ή προτείνονται από την επιστημονική κοινότητα, βρίσκουμε και τη λεγόμενη "Βαρυτική Αποθήκευση". Αυτή αποτελεί μια γενικότερη μέθοδο αποθήκευσης, στην οποία ανήκει και η -ευρέως χρησιμοποιούμενη στη Βόρεια Ευρώπη- μέθοδος της αντλησιοταμίευσης.

Τα τελευταία χρόνια, αναπτύσσονται πλέον και στην Ελλάδα τέτοια έργα. Η αντλησιοταμίευση λειτουργεί μεταφέροντας μεγάλες ποσότητες νερού από έναν ταμιευτήρα σε έναν δεύτερο που βρίσκεται ψηλότερα, όταν υπάρχει περίσσεια ισχύος στο σύστημα. Η ενέργεια αποθηκεύεται σε μορφή δυναμικής ενέργειας. Όσο μεγαλύτερη η υψομετρική διαφορά μεταξύ των ταμιευτήρων, τόσο μεγαλύτερη η ποσότητα της αποθηκευμένης ενέργειας, για την ίδια ποσότητα αποθηκευτικού μέσου (νερού). Όταν στη συνέχεια απαιτηθεί η ενέργεια από τον διαχειριστή, το νερό αυτό επανέρχεται στον χαμηλό ταμιευτήρα, παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια από την κίνησή του αυτή, όπως ακριβώς λειτουργούν και τα υδροηλεκτρικά έργα.

Στην περιοχή της Δυτικής Μακεδονίας, με τις μεγάλες υψομετρικές διαφορές, θα μπορούσαν να λειτουργήσουν αρκετά έργα αντλησιοταμίευσης, όμως τα έργα αυτά έχουν εξαιρετικά μεγάλο οικολογικό αποτύπωμα, οι επεμβάσεις στις περιοχές που εφαρμόζονται είναι μνημειώδους μεγέθους, επομένως η υλοποίησή τους καθυστερεί χαρακτηριστικά.

Μια εναλλακτική λύση, που ενδεχομένως να ταιριάζει απόλυτα στην προσπάθεια για αντιμετώπιση των προβλημάτων που θα φέρει η απολιγνητοποίηση στην περιοχή της Δυτικής Μακεδονίας, είναι η Βαρυτική Αποθήκευση εντός των -προς στιγμήν ενεργών- πεδίων της ΔΕΗ, εντός των ίδιων ορυχείων που για δεκαετίες τώρα έχουν δημιουργήσει τόσες θέσεις εργασίας σε όλη την περιοχή. Με έκπληξη συμπεραίνω πως μέχρι σήμερα δεν υπάρχουν σχετικές μελέτες πάνω στο συγκεκριμένο θέμα.

Την εφαρμογή αυτής τεχνολογίας που θα μπορούσε να έχει εφαρμογή στην περιοχή των πεδίων της ΔΕΗ, μπορείτε να παρακολουθήσετε στο video της εταιρείας ares, ή "Advanced Railway Energy Storage". Σύμφωνα με την εταιρεία, η ισχύς και χωρητικότητα μιας μονάδας, μπορεί να κλιμακωθεί από μόλις 100MW/200MHh μέχρι τα τεράστια ποσά των 3GW/24GWh. Το μόνο που χρειάζεται είναι να υπάρχει ικανή υψομετρική διαφορά για την τοποθέτηση των σταθμών.

Στα πεδία της ΔΕΗ, υπάρχουν υψομετρικές διαφορές της τάξης των 400-450m μεταξύ αποθέσεων και πατώματος των πιο βαθιών ορυχείων. Αυτή είναι μια υφιστάμενη κατάσταση, η οποία δεν γνωρίζουμε πότε και αν θα αποκατασταθεί σε μια κατάσταση πιο φυσιολογική.

Η λύση της εταιρείας ares υλοποιείται με βαγονέτα τα οποία ανεβοκατεβάζουν στην πλαγιά ενός λόφου μεγάλα βάρη, τα οποία στοιβάζουν στον άνω ή στον κάτω σταθμό. Τα βαγονέτα έχουν τα ίδια ηλεκτρικά μοτέρ, τα οποία είτε καταναλώνουν ενέργεια κατά την άνοδό τους, είτε παράγουν κατά την κάθοδο. Η ενέργεια αυτή λαμβάνεται από το δίκτυο ή παροχετεύεται πίσω σε αυτό, όταν υπάρξει ανάγκη.

Μια εναλλακτική αυτής της υλοποίησης θα ήταν να μην χρησιμοποιηθούν αυτοκινούμενα βαγονέτα, αλλά απλές πλατφόρμες μεταφοράς, οι οποίες θα σύρονται από σταθερές μηχανές, μόνιμα εγκατεστημένες στους άνω σταθμους. Με τον τρόπο αυτό, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθεί ακόμη μεγαλύτερο ποσοστό υφιστάμενου εξοπλισμού, στα πλαίσια της κυκλικής οικονομίας.

Παρακάτω απαριθμώ κάποια από τα θετικά στοιχεία της συγκεκριμένης μεθόδου (ή κάποιας παρόμοιας υλοποίησης), σε συνδυασμό με τα χαρακτηριστικά και τις σήμερα εγκατεστημένες δραστηριότητες στην περιοχή των ορυχείων:

• Δεν δημιουργείται επιπλέον περιβαλλοντική επιβάρυνση
• Σαν φορείς ενέργειας (βάρη) μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορα υλικά, από υλικά αποθέσεων, μέχρι ανακυκλωμένα υλικά από επεξεργασία προϊόντων μπετού.
• Μπορεί κάλλιστα να υλοποιηθεί από την ίδια τη ΔΕΗ, ακόμη και σε δοκιμαστικό στάδιο, σε επίπεδο τεχνοοικονομικής μελέτης, από αύριο
• Είναι μια δραστηριότητα χαμηλής ηχητικής όχλησης και μηδενικής ρύπανσης κατά τη λειτουργία της
• Μπορεί εύκολα να αναπαράγεται και να κλιμακώνεται, ανάλογα με τις ανάγκες αποθήκευσης και ισχύος
• Αξιοποιεί το υφιστάμενο δίκτυο διανομής υψηλής τάσης και το πλήθος υποσταθμών
• Δύναται να επαναχρησιμοποιήσει τις ηλεκτρικές γεννήτριες των προς κατάργηση μονάδων της ΔΕΗ, με τις κατάλληλες επεμβάσεις
• Δύναται να επαναχρησιμοποιήσει εγκαταλελειμμένο υλικό του ΟΣΕ, ενώ χρησιμοποιεί τεχνογνωσία σιδηροδρόμων, μια ώριμη παγκοσμίως τεχνολογία
• Αποτελεί αντίστοιχη δραστηριότητα με τις υφιστάμενες στα πεδία
• Δημιουργεί θέσεις εργασίας σε τομείς χωματουργικών, μεταφορών μεγάλης κλίμακας, επεξεργασίας σιδήρου, εργασίες σκυροδέτησης

Η διερεύνηση του αν και κατά πόσον μια τέτοια λύση θα μπορούσε να είναι εφαρμόσιμη στην περιοχή και με τι χρονοδιάγραμμα, είναι κάτι το οποίο ορίζεται αυστηρά από τους νόμους της Φυσικής, και θα πρέπει κατά τη γνώμη μου να αποτελέσει αντικείμενο μιας μελέτης υπό έναν αρμόδιο επιστημονικό φορέα, όπως το Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδας. Μια αρχική επαφή θα μπορούσε να γίνει επίσης σε επίπεδο πανεπιστημιακών ιδρυμάτων, καθώς φαίνεται πως το πανεπιστήμιο του Nottingham έχει ασχοληθεί στοιχειωδώς με το θέμα, ενώ στην έρευνά του υπολογίζει πως το κόστος κατασκευής του ως άνω συστήματος ανέρχεται στο ποσό των $50/kWh, σε σύγκριση με τα $200/kWh της αντλησιοταμίευσης και τα $400/kWh της αποθήκευσης σε μπαταρίες.

Μετά από νεότερη έρευνα, εντόπισα ένα πολύ ενδιαφέρον άρθρο από τον Κο. Aaron Fyke, το οποίο μεταξύ άλλων αναφέρει και τη Βαρυτική Αποθήκευση, ενώ περιέχει και μερικούς στοιχειώδεις υπολογισμούς κόστους επένδυσης, καταλήγοντας στην τιμή των μόλις $37/kWh.

Με βάση το κόστος αυτό, μια θεωρητική μονάδα ισχύος 600MW και χωρητικότητας 6000MWh (δηλαδή αντίστοιχης ισχύος με την Πτολεμαΐδα 5, και δυνατότητα παροχής αυτής της ισχύος για 10 ώρες), θα κόστιζε περίπου €200εκατ., ποσό υποπολλαπλάσιο του μέχρι σήμερα κόστους της Πτολεμαΐδας 5.
Σε σύγκριση με την αποθήκευση σε συστοιχίες μπαταριών τεχνολογίας λιθίου που παρέχει η Tesla με τα Megapacks, το κόστος είναι αρκετές φορές μικρότερο, καθώς μια μονάδα ισχύος 250MW και χωρητικότητας 1000ΜWh από την Tesla, θα στοίχιζε περίπου €500εκατ., είναι όμως διαφορετική η στόχευση αυτής της μεθόδου αποθήκευσης, καθώς απευθύνεται σε περισσότερο τοπικές και αποκεντρωμένες εγκαταστάσεις.

Μια δοκιμαστική εγκατάσταση θα μπορούσε να κατασκευαστεί σε συνέργεια ΔΕΗ, Πανεπιστημίου Δυτικής Μακεδονίας και Τεχνικού Επιμελητηρίου, ενώ τα απαραίτητα κονδύλια για το project αυτό θα μπορούσαν κάλλιστα να ενταχθούν σε ένα πρόγραμμα του Just Transition Fund και της Platform for Coal Regions in Transition, φορείς που θα μπορούσαν να καλύψουν και την εκπόνηση μιας αρχικής λεπτομερής τεχνοοικονομικής μελέτης και μελέτης σκοπιμότητας μιας τέτοιας επένδυσης.

Αυτή είναι μια πρωτογενής ιδέα, σχετικά με το πώς μπορεί να εφαρμοστεί ένα παλιό θεωρητικό μοντέλο στην περιοχή της δραστηριότητας της ΔΕΗ. Σχόλια και ιδέες επί του παρόντος ευπρόσδεκτα. Οτιδήποτε ενδιαφέρον, ενδέχεται να ενσωματωθεί στο παραπάνω κείμενο.

Θάνος Τουρτούρας

Διπλ. Αγρονόμος και Τοπογράφος Μηχανικός

Σύμβουλος σε θέματα Διαχείρισης Ενέργειας και Ηλεκτροκίνησης