2ο Πανελλήνιο Συνέδριο Φραγμάτων και Ταμιευτήρων Ταμιευτήρες και ευρωπαϊκή ενεργειακή πολιτική στην προοπτική του 2050 7-11-2013 Κίμων Χατζημπίρος Καθηγητής ΕΜΠ

Προοπτικές ηλεκτρισμού στην Ευρώπη Αύξηση χρήσης τις επόμενες δεκαετίες Παραγωγή ηλεκτρισμού: ο μεγαλύτερος ρυπαντής Στόχος Ευρωπαϊκής Ένωσης: εκπομπές αερίων θερμοκηπίου μειωμένες κατά 80–95% μέχρι το 2050

Για την επίτευξη των περιβαλλοντικών στόχων… ..η παραγωγή ηλεκτρισμού στην Ευρώπη πρέπει το 2050 σχεδόν να μηδενίσει τις εκπομπές της Πέρα όμως από το περιβάλλον, υπάρχουν και άλλα σημαντικά ζητήματα Απαιτείται ένα νέο ευρωπαϊκό ενεργειακό σύστημα

Ένα νέο ευρωπαϊκό ενεργειακό σύστημα Πρέπει να προσφέρει: Ενεργειακή ασφάλεια Διεθνή ανταγωνιστικότητα Μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα

Επιτακτικοί λόγοι Περιβαλλοντικοί: κλιματική αλλαγή, ρύπανση Μεγάλοι γεωπολιτικοί κίνδυνοι συνδεδεμένοι με την ενεργειακή εξάρτηση της Ευρώπης από αβέβαιες ή ενδεχομένως εχθρικές αγορές Ενίσχυση καινοτομίας και διεθνώς ανταγωνιστικής ευρωπαϊκής τεχνολογίας

Προοπτικές λύσεων Σχιστολιθικό αέριο; δεν ικανοποιούνται οι περιβαλλοντικοί στόχοι Σενάρια αύξησης των ΑΠΕ: επιτυγχάνονται οι στόχοι ως προς κόστος και ασφαλή διάθεση ενέργειας στην κατανάλωση Ενεργειακή παραγωγή με χαμηλές εκπομπές ανθρακούχων αερίων: αποδεικνύεται οικονομικά εφικτή Επένδυση κερδοφόρα ήδη από 2040, 5 εκατομμύρια νέες θέσεις εργασίας, κέρδη 3 τρις Ευρώ 2040-2050

Σενάρια Αναφοράς-τρέχουσες τάσεις, προβλέψεις Τρέχουσες πρωτοβουλίες πολιτικής (ΤΠΠ)-Φουκουσίμα, μέτρα στρατηγικής «Ενέργεια 2020» Υψηλής ενεργειακής απόδοσης-πολύ υψηλή εξοικονόμηση (οικολογικό) Τεχνολογίες διαφοροποιημένων πηγών εφοδιασμού ΤΔΠΕ-ελεύθερος ανταγωνισμός των πηγών ενέργειας Καθυστέρηση CCS-παρόμοιο με σενάριο ΤΔΠΕ, αύξηση μεριδίου πυρηνικής ενέργειας Χαμηλό μερίδιο πυρηνικής ενέργειας-παρόμοιο με σενάριο ΤΔΠΕ, αύξηση CCS Υψηλό μερίδιο ΑΠΕ με ισχυρή στήριξη - 2050: μερίδιο κατανάλωσης ενέργειας 75%, ηλεκτρικής ενέργειας 97%

Ώρα αποφάσεων Μεγάλο μέρος από την παραγωγική ενεργειακή υποδομή και τα ενεργειακά δίκτυα της Ευρωπαϊκής Ένωσης έχουν γεράσει και χρειάζονται επενδύσεις δισεκατομμυρίων ευρώ Είναι η κατάλληλη στιγμή οι επενδύσεις να τα εκσυγχρονίσουν προς την απαιτούμενη κατεύθυνση Η Γερμανία αποφάσισε να κλείσει τα 17 πυρηνικά της εργοστάσια μέχρι το 2022

“The estimated annual cost to society of the outdated U. S “The estimated annual cost to society of the outdated U.S. grid is $206 billion per year.”

Λύση: ευρωπαϊκή ολοκλήρωση Κοινή ευρωπαϊκή ενεργειακή αγορά ως ενιαίος οργανισμός Χρήση τεχνολογιών που ήδη υπάρχουν: από ανεμογεννήτριες ως έξυπνα δίκτυα και ηλεκτρικά αυτοκίνητα

2050: εγκατεστημένη ισχύς ΑΠΕ 1520 GW (4110 TWh), μέχρι 97% ηλεκτρισμού Ανανεώσιμες πηγές: Άνεμος: υπεράκτια, παράκτια και χερσαία αιολικά Ωκεανός: κυματογεννήτριες, παλιρροιογεννήτριες κ.λπ. Ήλιος: φωτοβολταϊκά, θέρμανση Υδροηλεκτρικά, αντλησιοταμίευση Εργοστάσια βιομάζας, γεωθερμία κ.λπ.

Cumulative and Annual Offshore Wind Installations

Offshore wind farms

Διαφορές σε απόδοση και ωρίμανση τεχνολογιών Προοπτική 37 ετών Αναμενόμενες καινοτομίες (διπλασιασμός γνώσεων κάθε 2 χρόνια) Ανεμογεννήτριες: ήδη ώριμη τεχνολογία υψηλής απόδοσης Ανάπτυξη τεχνολογιών ωκεανού Προσδοκώμενη αύξηση απόδοσης φ/β Ιδιαίτερη αξία: συνδυασμοί (π.χ. CHP-combined heat and power) και πολλαπλοί σκοποί (π.χ. υδροηλεκτρικά)

Στα περισσότερα σενάρια Μικρός ρόλος για την πυρηνική ενέργεια και την υπόγεια αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα CCS (δύσκολη κοινωνική αποδοχή, διάφορα τεχνολογικά αδιέξοδα)

Τεχνολογίες αποδοτικής διαχείρισης Εξοικονόμηση ενέργειας Αύξηση αποδοτικότητας, συνδυασμοί Ευέλικτο ενεργειακό σύστημα: πλήρως διασυνδεδεμένο χερσαίο και υποθαλάσσιο δίκτυο μεταφοράς ηλεκτρισμού Μέθοδοι αποθήκευσης ενέργειας (ηλεκτρικά αυτοκίνητα, υδρογόνο, υδροηλεκτρικά κ.λπ.)

Μια πολύ μεγάλη αύξηση μεριδίου κυμαινόμενης παραγωγής από Α. Π. Ε Μια πολύ μεγάλη αύξηση μεριδίου κυμαινόμενης παραγωγής από Α.Π.Ε. στην Ευρώπη είναι δυνατή Χρήση μεθόδων διαχείρισης φορτίου, η υπερβάλλουσα ηλεκτρική ισχύς μειώνεται και μια πιο ισορροπημένη ισχύς γίνεται διαθέσιμη Διακρατικές γραμμές μεταφοράς και εξισορρόπηση σε ευρωπαϊκό επίπεδο με μείωση συνολικής ενεργειακής ανάγκης, αντλείται όφελος από την γεωγραφική διασπορά των παραγωγικών μονάδων Α.Π.Ε. Σημαντική διάδοση ηλεκτρικών αυτοκινήτων Κατασκευή έξυπνων υπερ-δικτύων (28 χώρες, 500 εκατομμύρια κάτοικοι)

A missing link are connections to the country that could serve as ‘Europe’s battery pack‘: Norway.

Schematic Representation of the Supergrid Project

Μεγάλη αυξομειούμενη ισχύς, κυρίως από αιολικά πάρκα Μεγάλη αυξομειούμενη ισχύς, κυρίως από αιολικά πάρκα Συνολική βελτιστοποίηση του συστήματος με κατάλληλες τεχνικές αποθήκευσης Κατανεμημένα συστήματα/καταναλώσεις, όπως οι συσσωρευτές των ηλεκτρικών οχημάτων Συνδυασμός με μονάδες υδροηλεκτρικές, πεπιεσμένου αέρα ή παραγωγής υδρογόνου (καύσιμο σε μεταφορές και βιομηχανία) Ειδική μορφή δικτύου που ταιριάζει με εξαιρετικά υψηλή διείσδυση διαφόρων Α.Π.Ε. σε συνάρτηση με ευελιξία συστήματος

ΑΙΟΛΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ (ΧΕΡΣΑΙΟ) ΣΤΙΣ ΧΩΡΕΣ ΤΗΣ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗΣ ΕΝΩΣΗΣ

ΑΙΟΛΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ (ΘΑΛΑΣΣΙΟ) ΣΤΙΣ ΧΩΡΕΣ ΤΗΣ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗΣ ΕΝΩΣΗΣ

Λόγια μεγάλων ανδρών (ή γυναικών) “for some in the EU, energy policy is the fight against climate change, for others it is about energy security. it is both” JERZY BUZEK, PRESIDENT OF THE EUROPEAN PARLIAMENT “saving the planet is not an after-dinner drink, a ‘digestif’ that you take or leave. climate change does not disappear because of the financial crisis” JOSÉ MANUEL BARROSO, PRESIDENT OF THE EUROPEAN COMMISSION “clean and renewable energy are [...] indispensable if we are not to place an unbearable burden on our children and grand-children in the 21st century” ANGELA MERKEL, GERMAN FEDERAL CHANCELLOR “we know the price of wind is not going to change between now and 2020 from its current level of zero” EAMON RYAN, MINISTER FOR COMMUNICATIONS, ENERGY AND NATURAL RESOURCES, IRELAND

Documentation Capros, P, N. Tasios and A. Marinakis (2012). Very High Penetration of Renewable Energy Sources to the European Electricity System in the context of model-based analysis of an energy roadmap towards a low carbon EU economy by 2050 Αναγνωστόπουλος, I. και Δ. Παπαντώνης (2013). Εκτίμηση μελλοντικών αναγκών αποθήκευσης ενέργειας στο ηλεκτρικό σύστημα της Ελλάδας. www.store-project.eu Στεφανάκος, Ι.Π. (2010). Διερεύνηση δυνατότητας κατασκευής έργων αποταμίευσης ενέργειας μέσω άντλησης σε περιοχές του Ελληνικού Διασυνδεδεμένου Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας. ΕΜΠ Καρανάσιος, Α., Χ. Μπλιάτσιου, Φ. Σούρλα, Α. Σταμάτης και Γ. Φούντας (2012). Θα ήταν δυνατόν το 2050 να χρησιμοποιούνται μόνο ανανεώσιμες πηγές για την παραγωγή ηλεκτρισμού και τις μεταφορές;. ΕΜΠ Αντωνοπούλου, Μ. (2011). Πολυκριτηριακή ανάλυση χωροθέτησης αιολικού πάρκου στη θάλασσα. ΕΜΠ Φυτίλης, Δ. (2012). Εκτίμηση αιολικού δυναμικού στον ελληνικό θαλάσσιο χώρο και προτάσεις για υπεράκτια αιολικά πάρκα. ΕΜΠ

Documentation-1 Ε.Ε (2011). Ανακοίνωση της Επιτροπής στο Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο, το Συμβούλιο, την Ευρωπαϊκή Οικονομική και Κοινωνική Επιτροπή και την Επιτροπή των Περιφερειών: Ενεργειακός χάρτης πορείας για το 2050 EREC (2010). Energy [R]evolution Χασικίδη, Ε.Φ. (2010). «Αιολική Ενέργεια σε Ελλάδα και Ευρώπη». Πανεπ. Πάτρας www. ren21.net http://www.erec.org/media/publications/re-thinking-2050.html Ε.Ε. (2011). Smart Grid projects in Europe Stambolis, C. (2012). “S.E. Europe Energy Outlook - Energy Policies and Strategies in SE Europe and the role of West Balkans”. Opening Up the West Balkans Energy Market Workshop GENI (2012). Survey of Offshore Wind Farm Project in EU and Their Connecting Grid Systems http://www.dongenergy.com/en/innovation/developing/pages/edison.aspx www.medgrid-psm.com

Published September 25, 2013 by CRC Press Sustainable Energy Policies for Europe: Towards 100% Renewable Energy Series: Sustainable Energy Developments Content: 200 Pages Author: Rainer Hinrichs-Rahlwes

Υδροηλεκτρική ενέργεια: ώριμη τεχνολογία παραγωγής Σε Ευρώπη και Ελλάδα, ένα μεγάλο μέρος του συνολικού υδραυλικού πόρου ήδη υπό εκμετάλλευση Υδροηλεκτρικά φράγματα χρήσιμα για αυξανόμενες ανάγκες ελέγχου των πλημμυρών Εξασφάλιση προμήθειας νερού στην διάρκεια ξηρών περιόδων Βιώσιμη ανάπτυξη υδροηλεκτρικών συνδυάζεται με προστασία ποτάμιων οικοσυστημάτων και υγροτόπων Σημαντικό δυναμικό ανάπτυξης στα μικρά υδροηλεκτρικά Αναμόρφωση υπαρχόντων έργων

Ένταξη στα σενάρια υψηλής διείσδυσης Α.Π.Ε. Τα μεγάλα υδροηλεκτρικά: Δυναμικό για παραγωγή ενέργειας Δυναμικό κυρίως για αποθήκευση ενέργειας

Τα υδροηλεκτρικά έργα αντλησιοταμίευσης Βελτιώνουν πολύ την περιβαλλοντική διάσταση της ενέργειας Ενισχύουν την αξιοποίηση παραγωγής από μεγάλα αιολικά και άλλα έργα Α.Π.Ε., συντελούν σε υλοποίηση φιλόδοξων στόχων Αυξάνουν την αξιοπιστία, βελτιστοποιούν την λειτουργία του δικτύου, μειώνουν τις αιχμές των διαγραμμάτων φορτίου, αναρρυθμίζουν την παροχή διαθέσιμης ηλεκτρικής ενέργειας, εναρμονίζουν τα μέγιστα και τα ελάχιστα ζήτησης και προσφοράς

Υδροηλεκτρικά αντλησιοταμίευσης στην Ελλάδα Ελλάδα: απαραίτητη η εξασφάλιση επαρκούς ικανότητας αποθήκευσης ενέργειας κατά τη διάρκεια των επόμενων δεκαετιών Μονάδες αντλησιοταμίευσης: μια αξιόπιστη τεχνολογία για μεγάλης κλίμακας αποθήκευση ενέργειας Ιδιαίτερα κατάλληλα για την τοπολογία του ελληνικού εδάφους

Εκμετάλλευση μελλοντικού ελληνικού πλεονάσματος παραγωγής από Α.Π.Ε. Έτος 2011: συνολική κατανάλωση περίπου 53 TWh, ετήσια αιχμή ζήτησης 10.1 GW, συμμετοχή Α.Π.Ε. περίπου 13% (με υδροηλεκτρικά) Σήμερα: σχετικά απομονωμένο δίκτυο, χαμηλή ευελιξία, ανισοκατανομή παραγωγής και ζήτησης, περιορισμοί στην δυνατότητα μεταφοράς Αύριο: με διευρωπαϊκή διασύνδεση και μονάδες αντλησιοταμίευσης επιτυγχάνεται σημαντική βελτίωση του συστήματος

Εγκατεστημένη αιολική ισχύς ανά κάτοικο

Preliminary planning of future offshore wind farms in Greece (~5 GW)

Απαιτείται προγραμματισμός για 25 χρόνια Μακρόχρονη η διαδικασία υλοποίησης επενδύσεων μεγάλων υδροηλεκτρικών έργων Άμεσος σχεδιασμός και κατασκευή νέων μονάδων αντλησιοταμίευσης ισχύος της τάξης του 1 GW Θα απαιτηθεί αποθηκευτική ισχύς της τάξεως των: 1 GW έως το 2020, 2 έως 5 GW έως το 2050

Σημαντικό πρόγραμμα αποδοτικών έργων Τρεις ομάδες έργων που βρίσκονται σε φάση λειτουργίας ή κατασκευής: υδροηλεκτρικά σε σειρά, μεμονωμένα υδροηλεκτρικά, ταμιευτήρες άλλων χρήσεων Πρόταση για είκοσι οκτώ (28) δυνητικές θέσεις Αντλητικά έργα (7 θέσεις) Αναστρέψιμα έργα (21 θέσεις) Πρόσθετες θέσεις σε φάση μελέτης

Μεγάλα πλεονεκτήματα της υψηλής διείσδυσης Α. Π. Ε Μεγάλα πλεονεκτήματα της υψηλής διείσδυσης Α.Π.Ε. στο ηλεκτρικό σύστημα της χώρας Πλαίσιο ενός πανευρωπαϊκού ενεργειακού συστήματος Περιβαλλοντικοί στόχοι Εναρμόνιση με ευρωπαϊκή νομοθεσία Υψηλή ενεργειακή ασφάλεια (ακόμα και σε περίπτωση πολέμου ή τρομοκρατικής πράξης) Δυνατότητα μεγάλων εξαγωγών ηλεκτρικής ενέργειας Ανάπτυξη ανταγωνιστικής τεχνολογίας Υψηλός βαθμός συνοχής με υπόλοιπη Ευρώπη

The 635-MW La Muela pumped-storage plant in Spain is being expanded with the addition of a second powerhouse, 852-MW La Muela 2. This plant will operate to help firm the variability of the utility’s extensive wind capacity