Γιατί η ηλεκτρική ενέργεια θα είναι πολύ ακριβή

Γράφει ο Γιώργος Ατσαλάκης *

Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από το πετρέλαιο κόστιζε το βαρέλι περίπου 120$ το 2012, ενώ η τιμή του φυσικού αερίου σε ισοδύναμο ήταν περίπου 8,5$. Δηλαδή όποιος χρησιμοποιούσε φυσικό αέριο είχε 14 φορές λιγότερο ενεργειακό κόστος παραγωγής.  

Η ηλεκτρική ενέργεια αποτελεί μόνο ένα μέρος της συνολικής χρήσης ενέργειας.  Τα ορυκτά καύσιμα παρέχουν πάνω από το 80% της παγκόσμιας ενέργειας, ενώ η ηλεκτρική ενέργεια είναι μόνο περίπου το 20% της παγκόσμιας ισχύος σήμερα.

Με την στρατηγική «ηλεκτρισμός των πάντων», η ζήτηση της αυξάνεται στα ύψη σε όλο τον κόσμο και αυτή η αύξηση της ζήτησης αναμένεται να συνεχιστεί, εξ αιτίας των αποφάσεων πολλών κυβερνήσεων  να εξηλεκτριστούν οι μεταφορές, η θέρμανση, ακόμη και οι βιομηχανικές διεργασίες που χρησιμοποιούν υπερβολική ισχύ όπως η παραγωγή σιδήρου, χάλυβα, σκυροδέματος, χημικών κλπ.

Επίσης η γενετική τεχνητή νοημοσύνη, η παραγωγή ημιαγωγών, τα κέντρα δεδομένων,  έχουν αυξήσει τη ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια. 

Σύμφωνα με τους ειδικούς θα χρειαστεί  πενταπλάσια ποσότητα ενέργειας να φορτίζονται τα ηλεκτρικά οχήματα, να θερμαίνονται τα σπίτια και διάφορες βιομηχανικές διεργασίες.

Όταν τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα θα χρησιμοποιούνται ευρέως θα φορτίζονται κυρίως τη νύχτα στο σπίτι, όταν υπάρχει λιγότερη ζήτηση στο δίκτυο. Σε πολλές όμως γειτονιές, οι υπάρχουσες εγκαταστάσεις (μετασχηματιστές, καλώδια κλπ.) δεν μπορούν να ανταπεξέλθουν στην ολονυκτία ζήτηση. Επίσης οι αερόψυκτοι μετασχηματιστές δεν θα μπορούν να κρυώσουν κατά την νύκτα για να αντέξουν τα μεγάλα φορτία της ημέρας.  Για να μπορέσει ένας κοινόχρηστος φορτιστής να πλησιάσει την ευκολία πλήρωσης ενός αυτοκινήτου με βενζίνη (ας πούμε ότι χρειάζονται 20-40 λεπτά για να φορτιστεί) πρέπει να λειτουργεί σε επίπεδα ισχύος 250 – 300 kW. Έτσι, κάθε μεμονωμένος γρήγορος φορτιστής πρέπει να λειτουργεί με περίπου 100 φορές το επίπεδο ισχύος ενός τυπικού σπιτιού. 

Οι γρήγοροι φορτιστές αυτοκινήτων κοστίζουν περίπου $200.000 ο καθένας για την εγκατάσταση,  και παρόλη την δυνατότητα ταχείας φόρτισης, είναι ακόμα πιο αργοί από το γέμισμα του ρεζερβουάρ ενός αυτοκινήτου. Για να αποφευχθούν μεγάλες ουρές αναμονής – ένας σταθμός φόρτισης αυτοκινήτων θα χρειαζόταν 3-4 υπερσυμπιεστές για να αντικαταστήσει κάθε καταργούμενη αντλία βενζίνης. Μια τέτοια εγκατάσταση  υπερσυμπιεστών σε μια τοποθεσία δημιουργεί ζήτηση ενέργειας στο δίκτυο συγκρίσιμη με μια μικρή πόλη ή μια χαλυβουργία.

Τα πετρελαιοκίνητα φορτηγά για να φορτίζουν γρήγορα τις μεγάλες μπαταρίες τους με ηλεκτρικά, οι γρήγοροι φορτιστές θα απαιτούσαν ισχύ ισοδύναμη με 1500 σπίτια δηλαδή, ένας ηλεκτρικός φορτιστής ημιφορτηγού θα απαιτούσε ουσιαστικά τον δικό του υποσταθμό για να φορτίζει μόνο ένα φορτηγό τη φορά.

Τα σύγχρονα δίκτυα ενέργειας λόγω της διακοπτόμενης παραγωγής των περισσοτέρων ανανεώσιμων πηγών, απαιτούν μεγάλες μονάδες αποθήκευσης μπαταριών συνδεδεμένες στο δίκτυο για εξομάλυνση της τροφοδοσίας.  Οι μπαταρίες απαιτούν τεράστια ποσότητα εξόρυξης για την παραγωγή των ορυκτών που πηγαίνουν στις μπαταρίες και του χαλκού που απαιτούν οι τεχνολογίες καθαρής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (απαιτούνται να εξορυχθούν περίπου 250 τόνους ορυκτών και βράχων για να κατασκευαστεί μια μπαταρία αυτοκινήτου).

Ο τρόπος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και οι τοποθεσίες των σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και ο τρόπος που η ηλεκτρική ενέργεια που παρέχεται στα σπίτια αναμένεται να αλλάξει άμεσα. Τα αιολικά και ηλιακά πάνελ δεν θα τοποθετηθούν εκεί που βρίσκεται  ο σταθμός παραγωγής ενέργειας που αντικαθίσταται, αλλά εκεί που ο άνεμος είναι πιο δυνατός και τα ηλιακά πάνελ πρέπει να βρίσκονται εκεί που λάμπει ο ήλιος. Η ισχύς στη συνέχεια θα πρέπει να μεταδοθεί στις περιοχές όπου ζουν οι πληθυσμοί. 

Έτσι σε ορισμένες περιοχές παράγεται περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από ό,τι η δυνατότητα μεταφοράς του δικτύου διανομής. Οπότε κάποιες φορές  πρέπει να σταματήσουν ή να αναβληθούν νέα έργα ηλιακής και αιολικής ενέργειας επειδή οι γραμμές μεταφοράς δεν μπορούν να μεταφέρουν άλλο ηλεκτρισμό. Οι περισσότερες περιοχές με τον καλύτερο ήλιο και αέρα είναι μακριά από πόλεις και μακριά από τα υπάρχοντα δίκτυα. Για να τα συνδεθούν χρειάζονται χιλιάδες χιλιόμετρα νέων γραμμών μεταφοράς υψηλής τάσης. Υπάρχει κόστος στην απόκτηση δικαιωμάτων διέλευσης και κρατικών αδειών για τη λειτουργία αυτών των καλωδίων. Οι ιδιοκτήτες γης και οι κοντινές κοινότητες συχνά δεν θέλουν τεράστιους πυλώνες να εγκατασταθούν στη γη τους ή κοντά στα σπίτια τους.

Οι γραμμές  μεταφοράς μεγάλων αποστάσεων που θα μεταφέρουν αιολική και ηλιακή ενέργεια από απομακρυσμένες περιοχές σε πληθυσμιακά κέντρα είναι πολύ μεγαλύτερα και πολύ πιο βαριά από τις γραμμές που υπάρχουν σήμερα και συχνά απαιτούν την έγκριση πολλών περιφερειακών αρχών, που συχνά διαφωνούν για το αν χρειάζονται οι γραμμές ή ποιος πρέπει να πληρώσει για αυτές.

Ένα άλλο κόστος είναι η προμήθεια των απαιτούμενων υλικών. Τα καλώδια υψηλής τάσης είναι γυμνά (μη μονωμένα) καλώδια που πρέπει να διατηρούνται αρκετά μακριά από το έδαφος και αρκετά μακριά το ένα από το άλλο, ώστε να είναι ασφαλή. Πρέπει να μην γειτνιάζουν με οτιδήποτε άλλο, όπως τα δέντρα, για να αποφευχθούν δασικές πυρκαγιές.

Εκτός από την κατασκευή νέων γραμμών μεταφοράς υψηλής τάσης, και οι υπάρχουσες θα πρέπει να αναβαθμιστούν για να να μπορούν να μεταφέρουν πολύ περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό περιλαμβάνει την αποψίλωση περιοχών για να δημιουργηθούν μονοπάτια μέσα από τα δάση (κάτι που εναντιώνεται  οι περιβαλλοντολόγοι) και στη συνέχεια, τη συχνή συντήρηση αυτών των περιοχών, έτσι ώστε οι γραμμές μεταφοράς να διατηρούνται ασφαλείς.

Απαιτούνται εκατομμύρια χιλιόμετρα χάλκινου σύρματος για την κατασκευή των πιο περίπλοκων δικτύων για την μεταφορά της νέας ενέργειας. Επίσης χαλκός χρειάζεται και για τις αναβαθμισμένες καλωδιώσεις στα σπίτια. 

Εκτός από τις μπαταρίες, τα καλώδια μεταφοράς, τα ίδια τα ηλιακά και τα αιολικά πάρκα χρησιμοποιούν πολύ περισσότερο χαλκό ανά μονάδα παραγόμενης ισχύος από ό,τι οι κεντρικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας με άνθρακα και φυσικό αέριο. Επίσης τα ηλεκτρικά οχήματα χρησιμοποιούν περισσότερο από διπλάσιο χαλκό από τα βενζινοκίνητα αυτοκίνητα. Ως αποτέλεσμα, η ετήσια ζήτηση χαλκού προβλέπεται να διπλασιαστεί σε 50 εκατομμύρια μετρικούς τόνους έως το 2035. Η έλλειψη κοιτασμάτων  χαλκού αλλά και ο αυξημένος έλεγχος των κοινωνικών και περιβαλλοντικών επιπτώσεων της εξόρυξης έχει αυξήσει το κόστος παραγωγής και έχει θέσει περισσότερα εμπόδια στην επέκταση της παραγωγής.

Η λειτουργεία των δικτύων διανομής ενέργειας και η τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας έχουν δημιουργηθεί με κάθε είδους πολυπλοκότητα. Συνήθως, τα ηλιακά και αιολικά έργα κατασκευάζονται μόνο αφού υπογραφεί συμφωνία αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας με μια εταιρεία κοινής ωφέλειας, η οποία συμφωνεί να πουλήσει την ηλεκτρική ενέργεια σε προκαθορισμένη τιμή. Ήδη η έλλειψη ικανότητας μεταφοράς των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας είναι τόσο σοβαρή που το δίκτυο δεν μπορεί να παραδώσει ηλεκτρική ενέργεια από αιολικά και ηλιακά έργα εκεί που χρειάζεται.

Τα κίνητρα για την αγορά ηλεκτρικών αυτοκινήτων είναι συνήθως η μη πληρωμή τελών κυκλοφορίας τα οποία χρησιμοποιούνται για τη χρηματοδότηση της συντήρησης και επισκευής οδοποιίας. Η απώλεια αυτή των κρατικών εσόδων δεν θα συνεχιστεί μακροχρόνια. Επίσης οι απώλειες από τους φόρους των καυσίμων είναι τεράστιες για το κράτος (για την Ελλάδα οι φόροι είναι τα 2/3 της του καυσίμου) οπότε όταν θα γίνει μαζική υιοθέτηση ηλεκτρικών αυτοκινήτων θα επινοηθούν και επιβληθούν φόροι για να ανακτήσει το κράτος τα απολεσθέντα έσοδα. 

Το αποτέλεσμα είναι ότι το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας θα πρέπει να αυξηθεί για να χρηματοδοτηθεί όλη αυτή η νέα υποδομή και να αντιμετωπιστούν τα παραπάνω προβλήματα.

Σύμφωνα με ερευνητές των ΗΠΑ, εάν δεν κατασκευάσουν νέα δίκτυα διανομής με ταχύτερο ρυθμό, περίπου το 80% των μειώσεων των εκπομπών καυσαερίων που έχουν σχεδιαστεί ενδέχεται να μην συμβεί καθόλου. Εάν προστεθεί και η πρόσφατη αποχώρηση της Κίνας από την συμφωνία του Παρισιού, η κατάσταση γίνεται πιο δύσκολη.

Οι επενδυτές ήταν πολύ ενθουσιασμένοι που θα επενδύσουν τα χρήματά τους σε εταιρείες που αναμένουν ότι θα είναι μεγάλοι νικητές στην ενεργειακή μετάβαση.

Οπωσδήποτε πρέπει να σώσουμε τον πλανήτη μας από την ρύπανση. Ίσως όμως νέες καινοτομίες που μειώνουν τις απαιτήσεις των μηχανών για ενέργεια να βοηθήσουν πιο άμεσα στο πρόβλημα. Π.Χ. η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας για κλιματισμό αναμένεται να τριπλασιαστεί τις επόμενες δεκαετίες. Μήπως θα μπορούσε να διατεθεί ένα μέρος των κεφαλαίων για την πράσινη μετάβαση για την επινόηση νέων συστημάτων που χρησιμοποιούν υλικά που ονομάζονται ξηραντικά. Αυτά τα συστήματα θα μπορούσαν να ψύχονται πιο αποτελεσματικά, ακόμη και σε ακραίες θερμοκρασίες και υγρασία, μειώνοντας την ζήτηση στο ηλεκτρικό δίκτυο.

Ο ηλεκτρισμός είναι του σημαντικότερο αγαθό του πολιτισμού μας. Χωρίς όμως φθηνή ενέργεια τα νοικοκυριά δεν μπορούν να επιβιώσουν ούτε οι μικρές επιχειρήσεις αλλά ούτε και η οικονομία μιας χώρας μπορεί να αναπτυχθεί.

* Οικονομολόγος, Αναπληρωτής Καθηγητής Πολυτεχνείου Κρήτης

Εργαστήριο Ανάλυσης Δεδομένων και Πρόβλεψης