Υδροηλεκτρική Ενέργεια: Μια μεγάλη ευκαιρία για οικονομική ανάπτυξη στην Ελλάδα

Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από υδροηλεκτρικούς σταθμούς αποτελεί το 16% της συνολικής παγκόσμιας παραγωγής ενέργειας και έχει παρατηρηθεί μία αύξηση της παραγωγής με αυτόν τον τρόπο κατά 2.6% ανά έτος, ενώ η γενικότερη παραγωγή ενέργειας έχει αυξηθεί κατά 3% ανά έτος. Είναι γνωστό ότι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας θεωρείται σχεδόν ανάλογη με το Α.Ε.Π. κάθε χώρας και λόγω της οικονομικής κρίσης έχει παρατηρηθεί μία μείωση της παραγωγής και ιδιαίτερα σε χώρες όπως η Ελλάδα που τα τελευταία χρόνια έχει υποστεί αλλεπάλληλα μέτρα λιτότητας. Στην Ευρώπη και στις ΗΠΑ η παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι σταθερή, ενώ σε άλλες ηπείρους όπως στην Ασία και στη Νότια Αμερική υπήρξε μια τεράστια αύξηση της παραγωγής από υδροηλεκτρικούς σταθμούς (πάνω από 6% ανά έτος). Πολλές χώρες στην Ευρώπη έχουν εκμεταλλευτεί ή σχεδόν εκμεταλλευτεί πλήρως το οικονομικά εφικτό υδραυλικό δυναμικό (στη Νορβηγία το 99% της ηλεκτρικής ενέργειας παράγεται από υδροηλεκτρικούς σταθμούς), αλλά στην Ελλάδα μόλις το 31% έχει αξιοποιηθεί. Αυτό το χαμηλό ποσοστό εκμετάλλευσης θα υποδείκνυε σε φυσιολογικά πλαίσια τη στροφή της ελληνικής οικονομίας για ανάπτυξη με γνώμονα την εκμετάλλευση του υδραυλικού δυναμικού που θα είχε πολλαπλά οφέλη για την ελληνική κοινωνία και οικονομία. Εκτός από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας θα έλυνε και θέματα αρνητικού υδατικού ισοζυγίου που παρατηρούνται σε λεκάνες όπως της Θεσσαλίας, που οφείλεται στη μεγάλη χωρική ανισοκατανομή των βροχοπτώσεων μεταξύ ανατολικής και δυτικής Ελλάδας. Παρόλα αυτά, λόγω του μιμητισμού που διακρίνει τόσο το πολιτικό προσωπικό της χώρας αλλά όσο και την ελληνική κοινωνία για υιοθέτηση ευρωπαϊκών προτύπων ανεξάρτητα εάν αυτά προσαρμόζονται στις ελληνικές ανάγκες, δεν έχει παρατηρηθεί έως τώρα η επιθυμητή αξιοποίηση του υδραυλικού δυναμικού. Χαρακτηριστικό παράδειγμα του κακώς εννοούμενου μιμητισμού με εφαρμογή στην αξιοποίηση των υδατικών πόρων, είναι το πρότζεκτ της Μεσοχώρας (170 MW, 340 GWh/έτος, επένδυση 500 εκ. Ευρώ) στο άνω ρου του Αχελώου. Το φράγμα και ο σταθμός παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας έχουν κατασκευαστεί και είναι έτοιμα προς χρήση από το 2001. Δεν έχει μπει όμως ακόμη σε λειτουργία, προκαλώντας απώλεια 25 εκατομμυρίων Ευρώ ανά έτος για την ελληνική οικονομία που παλεύει να σταθεί, ιδιαίτερα στα τελευταία χρόνια της κρίσης.

Άνθρωποι που δεν ειδικεύονται στην υδρολογία έχουν διαδώσει μια σειρά από ψευδείς πληροφορίες που σχετίζονται με την υδροηλεκτρική ενέργεια και που πρόκειται να απαριθμήσω παρακάτω:

Απάτη 1: Η υδροηλεκτρική ενέργεια δεν είναι ανανεώσιμη

« Η υδροηλεκτρική ενέργεια δεν είναι ανανεώσιμη. Τα φράγματα καταστρέφουν ανεπανόρθωτα το περιβάλλον των ποταμών. Ενώ το νερό είναι ανανεώσιμο, το περιβάλλον των ποταμών δεν είναι. Τα φράγματα έχουν έναν πεπερασμένο χρόνο ζωής, αλλά ο φυσικός ποταμός δεν μπορεί να αντικατασταθεί».

«Η υδροηλεκτρική ενέργεια δεν είναι ανανεώσιμη. Εξαρτάται από την κατασκευή των φραγμάτων και τα φράγματα έχουν πεπερασμένο χρόνο ζωής, όχι γιατί καταστρέφεται το υλικό κατασκευής, αλλά επειδή ο ταμιευτήρας γεμίζει με φερτά υλικά».

Η ελληνική νομοθεσία αναφέρει ότι «Η υδροηλεκτρική ενέργεια που παράγεται σε σταθμούς με εγκατεστημένη ισχύ άνω των 15 MW, δεν μπορεί να θεωρηθεί ανανεώσιμη».

Έπειτα από αυτές τις δηλώσεις μπορεί να ειπωθεί ότι ακόμα και αν υποθέσουμε ότι τα φράγματα καταστρέφουν το περιβάλλον των φυσικών ποταμών (μέθοδοι και τεχνολογίες για προστασία των ποτάμιων συστημάτων κατά την κατασκευή φραγμάτων έχουν ανακαλυφθεί από τα μέσα του 20^ου αιώνα), αυτό δε σημαίνει ότι η ενέργεια που παράγουν οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί δεν είναι ανανεώσιμη. Επιπλέον καμία ανθρώπινη κατασκευή (ακόμα και οι φιλικές προς το περιβάλλον ανεμογεννήτριες και τα φωτοβολταϊκά) δεν έχει απεριόριστο χρόνο ζωής και μηδενικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Φυσικά η δήλωση ότι η παραγωγή ενέργειας διακόπτεται με την εισροή φερτών είναι απόλυτα εσφαλμένη. Το γεγονός ότι η ελληνική νομοθεσία αποκλείει τα μεγάλα φράγματα από τις Α.Π.Ε. είναι απαράδεκτο, καθώς οι σημαντικές παραγωγές δεν αναφέρονται στους στόχους επίτευξης που ορίζει η Ε.Ε., κάνοντας έτσι ακόμα πιο δύσκολο το έργο της ελληνικής πολιτείας και χρεώνοντας τον ελληνικό λαό τεράστια ποσά εν μέσω οικονομικής κρίσης.

Απάτη 2: Τα περιβαλλοντικά προβλήματα που προκαλούνται από τα φράγματα δε δύναται να επιλυθούν

Η περιβαλλοντική συνείδηση έχει βοηθήσει τους σχετικούς ερευνητές ώστε να βρεθούν λύσεις για πραγματικά προβλήματα όπως η ενισχυμένη οικολογική λειτουργία (μόνιμη ροή κατάντη, βελτιωμένες συνθήκες για το ενδιαίτημα του ταμιευτήρα, τεχνητά περάσματα για ψάρια που απαιτούν τη μετανάστευση για την αναπαραγωγή τους). Έχουν επίσης ανακαλυφθεί λύσεις για ορθολογική διαχείριση των φερτών με κατάλληλο σχεδιασμό και λειτουργία (καθίζηση ιζημάτων, by-pass και pass-through, βυθοκόρηση φερτών και μεταφορά τους κατάντη), αναθεώρηση/αύξηση της χωρητικότητας ταμιευτήρων για αυξημένη ποιότητα νερού, φυσική προσαρμογή του οικοσυστήματος και του τοπίου με τη νέα οικολογική ροή και την κατασκευή του ταμιευτήρα.

Απάτη 3: Η αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας δεν μπορεί να επιτευχθεί με τα παρόντα τεχνολογικά μέσα

Οι επιστήμονες μηχανικοί μπορεί να μην έχουν ακόμα αναπτύξει συσκευές για αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας που προκύπτουν από τις ανεμογεννήτριες και τα φωτοβολταϊκά, παρόλα αυτά η άντληση νερού σε ένα σημείο με μεγαλύτερο υψόμετρο καταναλώνοντας τη διαθέσιμη ενέργεια, που θα χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια για την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας, είναι μία αποδεδειγμένη και αρκετά παλιά τεχνολογία με μεγάλη αποδοτικότητα και είναι επίσης γνωστή ως «υβριδικό σύστημα παραγωγής ενέργειας». Αυτό το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της υδροηλεκτρικής ενέργειας την κάνει μοναδική ανάμεσα σε όλες τις Α.Π.Ε. και μπορεί να εγκατασταθεί ακόμα και σε υβριδικά συστήματα μικρής κλίμακας. Η εφαρμογή της όμως σε μεγάλης κλίμακας έργα είναι πολύ πιο συμφέρουσα όπως θα αποδειχτεί και παρακάτω.

Απάτη 4: Η υδροηλεκτρική ενέργεια έχει χειρότερα χαρακτηριστικά από την αιολική και την ηλιακή ενέργεια

Η αξιοποίηση έργων μεγάλης κλίμακας όσον αφορά την υδροηλεκτρική ενέργεια προσφέρει μοναδικά χαρακτηριστικά που μπορεί να θεωρηθούν ανώτερα μεταξύ όλων των Α.Π.Ε. Χαρακτηριστικά, είναι η μοναδική πηγή ενέργειας που είναι απόλυτα ελεγχόμενη (σε αντίθεση με τις ανεμογεννήτριες και τα φωτοβολταϊκά που χαρακτηρίζονται από έντονη μεταβλητότητα και αστάθεια). Επίσης προσφέρει υψηλής αξίας πρωτεύουσα ενέργεια όταν υπάρχει μεγάλη ζήτηση από το δίκτυο και όχι όποτε εμφανίζεται ηλιοφάνεια ή ευνοϊκές ριπές ανέμων. Επιπρόσθετα, προσφέρεται η μοναδική επιλογή της αποθήκευσης ενέργειας με έμμεσο τρόπο, καθώς μέσω της αντλησιοταμίευσης μπορούν να εμπλακούν και οι υπόλοιπες Α.Π.Ε. και να δημιουργηθεί ένα απόλυτα αξιόπιστο ενεργειακό μίγμα. Είναι ένα σύστημα που έχει μεγάλη αποδοτικότητα σε έργα μεγάλης κλίμακας που φτάνει μέχρι και το 95%, ενώ οι ανεμογεννήτριες έχουν ένα κατασκευαστικό όριο αποδοτικότητας της τάξης του 59% που στην πράξη είναι περίπου 20%. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ που είναι διαθέσιμα στην αγορά, αντίστοιχα έχουν ένα επίπεδο αποδοτικότητας της τάξης του 17% περίπου.

Απάτη 5: Τα μικρά υδροηλεκτρικά είναι καλύτερα και πιο φιλικά προς το περιβάλλον από τα μεγάλα

Υπήρξε μεγάλη συζήτηση ως προς αν τα έργα μεγάλης κλίμακας στην παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι καλύτερα από τα μικρά και τόσο η επιστημονική κοινότητα όσο οι νομοθεσίες των χωρών αποδεικνύουν έμπρακτα ότι τα μεγάλα έργα έχουν πολλά πλεονεκτήματα. Παρόλα αυτά, πολλές χώρες και πολιτείες των Η.Π.Α. θεωρούν ότι τα έργα μικρής κλίμακας στην παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας μπορούν να θεωρηθούν Α.Π.Ε. ενώ αντίστοιχα τα έργα μεγάλης κλίμακας όχι. Στην Ελλάδα το όριο της νομοθεσίας είναι η εγκατεστημένη ισχύς να είναι 15 MW, στην California και στο Maine 30 MW, 80 MW στο Vermont και 100 MW στο Rhode Island και στο New Jersey. Στην Ελλάδα έχουν εγκατασταθεί 250 μικρά υδροηλεκτρικά με συνολική εγκατεστημένη ισχύ τα 430 MW. Μόνο η εγκατεστημένη ισχύς του φράγματος των Κρεμαστών στο άνω ρου του Αχελώου είναι 437 MW, πράγμα που αποδεικνύει τον παραλογισμό της εφαρμοζόμενης περιβαλλοντικής πολιτικής στην Ελλάδα και σε άλλες χώρες και πολιτείες. Τι να πει κανείς όμως για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των έργων μεγάλης και μικρής κλίμακας; Η βασική γνώση γεωμετρίας μας υποδεικνύει ότι όταν ένας συγκεκριμένος όγκος V διαιρείται σε n όμοια γεωμετρικά σχήματα, η συνολική επιφάνεια είναι ανάλογη του n^1/3 ενώ η συνολική περίμετρος είναι ανάλογη του n^2/3 (που είναι αμφότερες αύξουσες συναρτήσεις του n). Αυτή η γεωμετρική προσέγγιση επηρεάζει πολλά παραπάνω, από την έκταση που καλύπτεται από τους ταμιευτήρες μέχρι τις υδραυλικές απώλειες σε αγωγούς, τουρμπίνες και αντλίες. Αναμφισβήτητα ένας σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, σε έναν ποταμό, με εγκατεστημένη ισχύ 437 MW έχει πολύ λιγότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις από 250 μικρούς σταθμούς παραγωγής σε 200 ποταμούς και ρέματα, με συνολική εγκατεστημένη ισχύ 430 MW. Ακόμα, μόνο τα έργα μεγάλης κλίμακας μπορούν να αποθηκεύσουν αποδοτικά ενέργεια και να λειτουργήσουν ως ένα υβριδικό σύστημα ενέργειας. Στην παρακάτω εικόνα μπορούμε να δούμε ότι για μεγάλες απορροές (>10 m³/sec) μπορεί να επιτευχθεί μεγάλη απόδοση αποθήκευσης ενέργειας (n>0.8), ενώ για απορροή Q<1 m³/sec η αποδοτικότητα μειώνεται δραματικά.

Εικόνα 1: Αποδοτικότητα και απορροή σε διαφορετικά συστήματα παραγωγής ενέργειας.

Συμπεράσματα

Από τα παραπάνω μπορούμε να καταλήξουμε στο ότι είναι επιτακτική ανάγκη να κατασκευαστούν περισσότερα φράγματα ώστε να καλυφθούν οι νέες αυξημένες ανάγκες σε νερό και τροφή και την ίδια στιγμή να κατασκευαστούν υδροηλεκτρικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας που να καλύπτουν τις ενεργειακές ανάγκες αξιοποιώντας την πιο αποδοτική τεχνολογία ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Με την κατασκευή υβριδικών συστημάτων είναι δυνατή η αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας και να σταματήσει με ρεαλιστικό τρόπο η εξάρτησή μας από τα ορυκτά καύσιμα. Τέλος, υποστηρίζουμε την κατασκευή έργων μεγάλης κλίμακας λόγω της υψηλής αποδοτικότητας, του ότι είναι πολλαπλών χρήσεων (συνδυάζουν ακόμα και δυνατότητες τουριστικής ανάπτυξης της περιοχής) και έχουν λιγότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις σε σχέση με τα έργα μικρής κλίμακας.   

Βιβλιογραφία

D. Koutsoyiannis, Scale of water resources development and sustainability:
Small is beautiful, large is great (Invited), LATSIS Symposium 2010: Ecohydrology, Lausanne, doi:10.13140/RG.2.2.20564.40320, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, 2010.

https://en.wikipedia.org/wiki/Gross_domestic_product

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A6%CF%81%CE%AC%CE%B3%CE%BC%CE%B1

https://www.basf.com/tr/tr/we-create-chemistry/creating-chemistry-magazine/resources-environment-and-climate/a-world-of-water.html