2012-11-18 10:11:09
Καφαντάρης Τάσος
Τη στιγμή που ο Αίολος κερδίζει έδαφος στην παγκόσμια αγορά της ενέργειας, ποιες είναι οι προϋποθέσεις και οι προοπτικές της χώρας μας να μπει δυναμικά στο παιχνίδι;
Οι φτερωτές των τελευταίων αντλητικών ανεμόμυλων στο οροπέδιο Λασιθίου της Κρήτης είχαν πια σιγήσει το 2009, όταν ο Δήμος Οροπεδίου αποφάσισε να ξαναζωντανέψει 150 από αυτούς. Αλλά μόνο για τουριστικούς λόγους, καθώς οι 10.000 «ανεμαντλίες του Μαρκοστεφανή» αντικρίζουν ολόγυρά τους 15 σύγχρονα αιολικά πάρκα ανεμογεννητριών. Είναι όμως το τέλος της διαδρομής;
Η αναζήτηση της «βέλτιστης ανανεώσιμης ενέργειας» για την Ελλάδα έχει μπει σε ένα νέο κεφάλαιο, τόσο συνεπεία διεθνών εξελίξεων όσο και εθνικών αδιεξόδων. Ιδιαίτερα την ανακινεί ο προβληματισμός αν η πολυσυζητούμενη «παραγωγή ενέργειας» θα εμπεριέχει και προστιθέμενη αξία ελληνικού δυναμικού ή θα είναι απλά μια ενοικίαση «μαγαζιού και αέρα» για ξένες πολυεθνικές. Κάποιες νέες τεχνολογικές εξελίξεις στον τομέα των ανεμογεννητριών και δύο πρόσφατες βραβεύσεις ελλήνων επιστημόνων του τομέα θέτουν εκ νέου το αξιόμαχο της ντόπιας τεχνογνωσίας και παραγωγικής προοπτικής στο τραπέζι των συζητήσεων. Προκειμένου να φτάσουμε σε απαντήσεις, «Το Βήμα» ψαχούλεψε για λογαριασμό σας τον ασκό του Αιόλου.
Στην όλη μνημονιακή αναζήτηση των όρων αναγέννησης της ελληνικής οικονομίας κυριαρχεί η ανάπτυξη μιας εξαγωγικής «παραγωγής ενέργειας». Λογικό, θα πείτε, αφού στα μάτια των Ευρωπαίων η Ελλάδα δεν είναι ικανή να παράγει τίποτε άλλο. Αλλά τι είδους ενέργεια είναι αυτή που θα εξάγουμε;
Στις 14 Οκτωβρίου 2012, στο πλαίσιο της επίσκεψης Μέρκελ, ο Αρης Ραβανός έγραφε στο «Βήμα»: «Η καγκελαρία θέλει να προχωρήσει η γερμανική διείσδυση στο πεδίο της ανάπτυξης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ), καθώς ήδη στην Ελλάδα δραστηριοποιούνται οι εταιρείες Enercon, Nordex και Siemens, ενώ ελληνικοί επιχειρηματικοί όμιλοι αναζητούν συμπράξεις. Στον σχεδιασμό παραμένει η υλοποίηση του προγράμματος "Ηλιος" για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω φωτοβολταϊκών πάρκων, αν και έχει παραγκωνιστεί τελευταία. (...) Για επενδύσεις στους υδρογονάνθρακες εκφράστηκε ενδιαφέρον, αλλά είναι ακόμη πρόωρο, ενώ στις αρχές του 2013 αναμένεται να αρχίσει μια μεγάλη επένδυση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και υπάρχουν σκέψεις για επενδύσεις και σε αιολικά πάρκα».
Το ότι το ενδιαφέρον των Γερμανών για τα φωτοβολταϊκά πάρκα έχει μειωθεί συνάδει προς την ανακοίνωση της 22ας Οκτωβρίου ότι η Siemens αποσύρεται από την ηλιακή ενέργεια και εστιάζει πλέον τις δραστηριότητές της στην ενέργεια του Αιόλου και του Ποσειδώνα. Ως φταίχτης εντοπίζεται κυρίως η εκτός συναγωνισμού τιμών παραγωγή φωτοβολταϊκών της Κίνας. Αν λοιπόν οι ευρωπαϊκές βιομηχανίες ΑΠΕ κυνηγούν πλέον τον άνεμο, το ερώτημα είναι τι μπορούμε να προσφέρουμε εμείς ως χώρα, εκτός από το... οικόπεδο. Δύο πρόσφατα πανευρωπαϊκά βραβεία σε έλληνες αιολικούς επιστήμονες δημιουργούν ελπίδες «προστιθέμενης αξίας». Μπορούμε άραγε να πουλήσουμε τεχνογνωσία ή και να στήσουμε ελληνικές βιομηχανίες ανεμογεννητριών; Το ψάξαμε.
Η εποποιία της φτερωτής
Τα παιδιά τού σήμερα γνωρίζουν τους ανεμόμυλους μόνον από τις τεράστιες ανεμογεννήτριες που έχουν ξεφυτρώσει στις ράχες των βουνών μας. Τα ελάχιστα από αυτά που διαβάζουν τον «Δον Κιχώτη» βλέπουν ότι πολεμούσε με κάτι σαν τους παροπλισμένους ανεμόμυλους της Μυκόνου. Ηταν λοιπόν ελληνική εφεύρεση οι ανεμόμυλοι ή... ισπανική η Mykonos; Ανασήκωμα των ώμων η πιο πιθανή απάντηση. Ποιος να γνωρίζει ότι έφθασαν σ' εμάς από την Περσία, όπου από τον 7ο αιώνα μ.Χ. χρησιμοποιούσαν φτερωτές για άντληση νερού... και ποιος να γνωρίζει βέβαια ότι την ιδέα την είχαν πάρει οι Πέρσες από τους Ελληνες: Τον Ηρωνα τον Αλεξανδρινό συγκεκριμένα, που τον 1ο αιώνα μ.Χ. κατασκεύασε πρώτος ανεμόμυλο για να κινεί τα πιστόνια του μουσικού του οργάνου!
Η συνέχεια για την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας γράφτηκε στους μεσαιωνικούς ανεμόμυλους του ευρωπαϊκού Νότου, απ' όπου οι επιστρέφοντες σταυροφόροι τούς μεταφύτεψαν στον Βορρά και έγιναν οι περιστρεφόμενοι ανεμόμυλοι της Ολλανδίας. Πάντως η πρώτη χρήση τους για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας έγινε τον Ιούλιο του 1887, όταν ο σκωτσέζος καθηγητής Πανεπιστημίου James Blyth έστησε ανεμόμυλο για να φορτίζει λαμπτήρες που φώτιζαν το εξοχικό του και... κατοχύρωσε την ιδέα του με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Την ίδια εκείνη χρονιά ο αμερικανός εφευρέτης Charles Brush έφτιαξε τη δική του ανεμογεννήτρια, που ήταν αυτόματη, ζύγιζε τέσσερις τόνους και απέδιδε 12 κιλοβάτ. Τη σκυτάλη της τεχνογνωσίας παρέλαβε στη δεκαετία του 1890 ο Δανός Poul la Cour, ο οποίος πρώτος αντελήφθη ότι το μυστικό της υψηλής απόδοσης δεν βρισκόταν στα πολλά πτερύγια αλλά στα λίγα και γρήγορα κινούμενα. Οπότε ευλόγως η Δανία απέκτησε το 1956 την πρώτη ανεμογεννήτρια τριών πτερύγων που απέδιδε 200 κιλοβάτ, από έναν μαθητή του la Cour, τον Johannes Juul. Εκτοτε όλος ο πλανήτης τούς μιμήθηκε, αλλά η Δανία παραμένει σήμερα η μόνη χώρα που παράγει το 25% της ηλεκτρικής της ενέργειας από αιολική - και στοχεύει να ξεπεράσει το 50% ως το 2020.
Πώς είναι σήμερα οι ανεμογεννήτριες
Ως το τέλος του 2011 το 2,5% της παγκόσμιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είχε φθάσει να προέρχεται από την αιολική, με συνολική ονομαστική ισχύ 238,5 γιγαβάτ και 83 χώρες να την αξιοποιούν εμπορικά. Την ανάπτυξη αυτή ξεκίνησαν τη δεκαετία του '80 οι ΗΠΑ, για να τις ξεπεράσουν το 1997 η Γερμανία και να τις προσπεράσει και τις δύο η Κίνα, το 2010. Ωστόσο οι ανεμογεννήτριες του σήμερα απέχουν πολύ από τις ταπεινές σιδερένιες φτερωτές που βλέπαμε στα ντοκυμαντέρ να δουλεύουν στα αγροκτήματα της Αυστραλίας και της αμερικανικής Αγριας Δύσης.
Ακολουθώντας τις σχεδιαστικές προδιαγραφές που έθεσε ο Poul la Cour, οι ανεμογεννήτριες που είδαμε τα τελευταία 50 χρόνια να φυτεύονται στον πλανήτη έχουν συνήθως τρία πτερύγια. Ο λόγος είναι αφενός η αεροδυναμική απόδοση - που αυξάνει κατά 6% από το ένα πτερύγιο στα δύο, 3% από τα δύο στα τρία πτερύγια και αμελητέα στα περισσότερα των τριών -, αφετέρου το ότι όσο περισσότερα πτερύγια έχεις τόσο αυξάνονται το βάρος και το κόστος κατασκευής και συντήρησης και μειώνεται η ταχύτητα περιστροφής.
Αυτές οι νέου τύπου ανεμογεννήτριες ξεκίνησαν ως μεταλλικοί πυλώνες με «κεφαλή» που εμπεριείχε τους μαγνήτες της ηλεκτρογεννήτριας. Η μετατροπή της αιολικής ενέργειας σε ηλεκτρική γινόταν είτε άμεσα - με προσαρμογή του στροφείου του μετασχηματιστή στο γρανάζι περιστροφής των πτερυγίων - είτε έμμεσα, με τη μεσολάβηση ενός συνδυασμού γραναζιών όπως το «κιβώτιο ταχυτήτων». Τα πτερύγια ήταν αρχικά από αλουμίνιο και παρείχαν την ταπεινή απόδοση του ενός μεγαβάτ, αλλά η συνεχής βελτίωση του σχεδιασμού και της σύστασής τους την ανέβασε γοργά στα 10 μεγαβάτ. Καταλυτικό ρόλο στην όλη έρευνα έπαιξε το λογισμικό που χρησιμοποιούσαν οι κατασκευαστές πτερύγων αεροσκαφών (όπως το HyperSizer). Φθάνοντας όμως στο μήκος πτερύγων των 50 μέτρων, οι κατασκευαστές συνειδητοποίησαν ότι ο απαιτούμενος συνδυασμός ελαφρότητας και αντοχής ήταν εφικτός μόνο με συνθετικά υλικά (composite materials), όπως το υαλόνημα. Αρχισαν λοιπόν να δομούν τα πτερύγια σε καλούπια, με έναν σκελετό από τροπικό ελαφρόξυλο (balsa) και εποξική συγκόλληση επάνω του ενός πολυμερούς που είναι σύμμεικτο με υαλόνημα. Από τον Αύγουστο του 2012 το ρεκόρ μήκους πτερύγων ανεμογεννητριών το κατέχει η Siemens, με το 75 μέτρων «Β75 rotor blade», που επίσης είναι ελαφρύτερο κατά 20% από τα προγενέστερα μοντέλα. Για να συλλάβουμε το τι σημαίνει μια τέτοια κατασκευή, η κάθε πτέρυγα έχει μήκος σχεδόν ίσο με το συνολικό μήκος πτερύγων του αεροσκάφους Boing A380 και η διαμέτρου 154 μέτρων περιοχή που σαρώνει η ανεμογεννήτρια έχει επιφάνεια 18.600 τετραγωνικών μέτρων, δηλαδή ισοδυναμεί με δυόμισι γήπεδα ποδοσφαίρου! Ολο αυτό το «τέρας» στήθηκε ήδη πιλοτικά στην ακτή Østerild της Δανίας, πάνω σε επτά πυλώνες ύψους 250 μέτρων, με κεφαλές χωρίς γρανάζια και αναμενόμενη ηλεκτροπαραγωγή της τάξεως των 16 μεγαβάτ από την καθεμία ανεμογεννήτρια. Κατασκευαστικά αυτό σημαίνει ότι οι άκρες των πτερύγων διαγράφουν 80 μέτρα ανά δευτερόλεπτο - ή «τρέχουν με 290 χλμ. την ώρα» - και αντέχουν αδιαμαρτύρητα το χτύπημά τους με ενέργεια 200 τόνων αέρα ανά δευτερόλεπτο, όταν ο άνεμος που φυσάει έχει ταχύτητα 10 μέτρων ανά δευτερόλεπτο.
Από το βουνό στη θάλασσα
Αν και οι ανεμογεννήτριες σκαρφάλωσαν σε οροπέδια και κορφοβούνια για να βρουν τα δυνατά ρεύματα αέρα, μια απλή διαπίστωση τις έκανε να κοιτάξουν από νωρίς προς τη μεριά της θάλασσας: Ο άνεμος που φυσάει στα βουνά έχει μεγάλες μεταπτώσεις και στροβιλισμούς, ενώ σε απόσταση μόλις 20 μιλίων από τις ακτές συναντά κανείς συνεχή άνεμο ταχύτητας 10 μέτρων ανά δευτερόλεπτο. Ειδικότερα, έχει βρεθεί ότι ο «αποδοτικότερος» άνεμος πνέει σε θάλασσες με βάθη ως 600 μέτρα. Πώς όμως φυτεύεις μια ανεμογεννήτρια σε τέτοια βάθη;
Ο πρώτος που εισηγήθηκε επιστημονικά την κατασκευή «μεγάλων ανεμογεννητριών που επιπλέουν» ήταν ο καθηγητής του αμερικανικού University of Massachusetts Amherst, William E. Heronemus, το 1972. Στην πράξη, οι πρώτες τέτοιες ανεμογεννήτριες κατασκευάστηκαν τη δεκαετία του 1990 και τοποθετήθηκαν σε βάθη ως 30 μέτρων. Η στήριξη και ο έλεγχος της ευστάθειάς τους βασίστηκε στην τεχνογνωσία των πλωτών πλατφορμών εξόρυξης υποθαλάσσιου πετρελαίου. Συνήθως έχουν μια πλωτή βάση που αγκυροδένεται στον βυθό με πολλαπλά στηρίγματα. Πιο σπάνια, στηρίζονται με κατακόρυφες μόνον άγκυρες, καθώς έχουν το κέντρο βάρους τους πολύ χαμηλά, στο βυθισμένο τμήμα του πυλώνα.
Η «σπορά» τέτοιων ανεμογεννητριών στη θάλασσα έχει γίνει κοινό θέαμα στις βόρειες θάλασσες, αλλά συναντά την αντίδραση των νησιωτών στη Μεσόγειο, καθώς αλλοιώνουν τη φυσιογνωμία του τοπίου. Προσφάτως η τεχνολογία επέτρεψε την τοποθέτηση ανεμογεννητριών σε μεγάλα βάθη, μακριά από τις ακτές. Συγκεκριμένα, τον Ιούνιο του 2009 τέθηκε πιλοτικά σε λειτουργία μια θαλάσσια ανεμογεννήτρια των 2,3 μεγαβάτ, στο Hywind της Νορβηγίας, σε βάθος 220 μέτρων. Εκτοτε τεράστια τέτοια θαλάσσια αιολικά πάρκα άρχισαν να περνούν από τη φάση σχεδιασμού σε εκείνη της εγκατάστασης, με πιο εντυπωσιακή την ανακοίνωση της Ιαπωνίας - τον Σεπτέμβριο του 2011 - ότι θα στήσει τέτοιο πάρκο στα ανοιχτά της Φουκουσίμα, υποκαθιστώντας τους πασίγνωστους πυρηνικούς σταθμούς που έπληξε το τσουνάμι. Η πρόβλεψή τους είναι να έχουν 80 πλωτές ανεμογεννήτριες ως το 2020, που θα αποδίδουν 1 γιγαβάτ. Προς το παρόν πάντως το μεγαλύτερο υπεράκτιο αιολικό πάρκο του κόσμου είναι το «London Array», στις εκβολές του Τάμεση, όπου ήδη έχουν εγκατασταθεί 151 ανεμογεννήτριες. Οταν ολοκληρωθεί η πρώτη φάση του έργου, στο τέλος αυτού του χρόνου, θα λειτουργούν 175 ανεμογεννήτριες που θα παράγουν 630 μεγαβάτ, καλύπτοντας τις ανάγκες περίπου 470.000 νοικοκυριών.
Παρά τον «ποιοτικά σταθερό άνεμο» που φυσάει στα πελάγη, είναι εύλογο να αναρωτιέται κανείς αν αξίζει τον κόπο και το υψηλότερο κόστος κατασκευής, εγκατάστασης και συντήρησης μια τέτοια επένδυση. Σε απάντηση αυτού ακόμη ένα επιχείρημα προστέθηκε στους υπολογισμούς των αιολο-βιομηχάνων, τον Νοέμβριο του 2011: Σε δύο ξεχωριστές μελέτες, ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τέξας (UoT Austin) και του γαλλικού Εργαστηρίου Επιστημών του Κλίματος και του Περιβάλλοντος (LSCE) κατέδειξαν ότι η κλιματική αλλαγή επέφερε ήδη μείωση της μέσης ταχύτητας των ανέμων κατά 4%-12% στην Κίνα και κατά 5%-15% σε όλο το βόρειο ημισφαίριο. Αυτό μεταφράζεται σε μειωμένη απόδοση των ανεμογεννητριών τουλάχιστον κατά 14%. Επομένως η αναζήτηση ισχυρών και σταθερών ανέμων στα βαθιά είναι τώρα περισσότερο από ποτέ αιτιολογημένη.
«Παίκτης» και η Ελλάδα στην αιολική ενέργεια;
Η πρόσφατη τεχνολογική πρόοδος στις ανεμογεννήτριες, θαλάσσιες και μη, οφείλει πολλά σε ένα ευρωπαϊκό ερευνητικό πρόγραμμα, το «Upwind.eu». Σε αυτό διερευνήθηκαν οι αναγκαίες παράμετροι κατασκευής ανεμογεννητριών των 20 μεγαβάτ, με πτερύγια άνω των 120 μέτρων. Τώρα, από 1ης Νοεμβρίου, τη σκυτάλη της έρευνας παίρνει ο διάδοχος του Upwind, to Innwind.EU [Innovative Wind Conversion Systems (10-20MW) for Offshore Applications], με προϋπολογισμό 19,5 εκατ. ευρώ και συμμετοχή 27 φορέων από εννέα ευρωπαϊκές χώρες.
Μολονότι εμείς, ως χώρα, δεν είχαμε την εμπειρία για να συνεισφέρουμε ως κατασκευαστές στην όλη μελέτη, αποδείχθηκε ότι είχαμε τους κατάλληλους μηχανικούς και ερευνητές για να συμβάλουμε επιστημονικά. Το γεγονός αυτό αποδείχθηκε περίτρανα με την απονομή δύο πανευρωπαϊκών βραβείων σε Ελληνες που συμμετείχαν στο Upwind, αλλά και με τη συνέχεια της συμμετοχής του ΚΑΠΕ, του ΕΜΠ και του Πανεπιστημίου Πατρών στο Innwind. «Το Βήμα» συζήτησε και με τους δύο βραβευθέντες και αναζήτησε απαντήσεις στα ερωτήματα που γεννιούνται: Μπορούμε να γίνουμε «παίκτες» στην αιολική ενέργεια, και πώς;
Τις απαντήσεις τους θα τις διαβάσετε στη συνέχεια. Πάντως, αν όντως φέρουμε την ανάπτυξη με κάτι τέτοιο, η Ελλάδα θα είναι η μόνη χώρα που κατάφερε «να σπείρει θύελλες προκειμένου να θερίσει ανέμους». «Δονκιχωτικότατο», δεν νομίζετε;
«Διαμάντια» στον ασκό του Αιόλου
Δημήτρης Χόρτης
Ο Δημήτρης Χόρτης γεννήθηκε στον Αγιο Πέτρο της Λευκάδας τον Αύγουστο του 1980 και το 1998 έγινε φοιτητής στο Τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου Πατρών. Κατόρθωσε όμως να αποφοιτήσει το 2004 στο επιστημονικό πεδίο που πραγματικά τον μάγευε: Αεροναυπηγική. Συνέχισε στο Πανεπιστήμιο Πατρών, με μεταπτυχιακό στα Συστήματα Αυτοματισμού (2006) και διδακτορικό (2012). Οι διακρίσεις του ξεκίνησαν με τη βράβευση από το Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδας για την άριστη επίδοση σπουδών στο 5ο έτος του τμήματος Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών. Επειτα, το 2008, ως μέλος της ομάδας του ανεμοκίνητου οχήματος «Ζέφυρος», βραβεύθηκε στον 1ο Παγκόσμιο Αγώνα «Racing Aeolus» για την καλύτερη χρήση ανταλλακτικών και επιμέρους μηχανικών μερών.
Τέλος, εφέτος, στις 11 Οκτωβρίου, η Ευρωπαϊκή Ακαδημία Αιολικής Ενέργειας του απένειμε το βραβείο καλύτερης διδακτορικής διατριβής σε ευρωπαϊκό επίπεδο για το έτος 2012, για τη συνεισφορά και τα καινοτόμα στοιχεία της διατριβής του στον τομέα της αιολικής ενέργειας. Σήμερα παραμένει ως ερευνητής στο Εργαστήριο Τεχνικής Μηχανικής και Ταλαντώσεων της σχολής του και υπηρετεί τη στρατιωτική του θητεία ως τον Δεκέμβριο. Στο περιθώριο όλων αυτών, τρέχει, ποδηλατεί, ιστιοσανιδώνει τα κύματα και δρα ως εθελοντής ναυαγοσώστης του Ελληνικού Ερυθρού Σταυρού.
Τον ρώτησα γιατί η εργασία του ήταν τόσο σημαντική ώστε να βραβευθεί πανευρωπαϊκά.
Μου απάντησε:
– Αντικείμενό της ήταν η ανάπτυξη ενός καινοτόμου πεπερασμένου στοιχείου δοκού και προτύπων για τη μη γραμμική συμπεριφορά πτερυγίων πολύ μεγάλων ανεμογεννητριών, ισχύος άνω των 5 ΜW. Λόγω του αυξημένου μήκους, τα σύγχρονα πτερύγια παρουσιάζουν έντονη μη γραμμική συμπεριφορά, η μελέτη της οποίας δεν καλυπτόταν πλήρως από τα υπάρχοντα μοντέλα. Απώτερο στόχο της διατριβής απετέλεσε επίσης η προσομοίωση των προηγμένων σύνθετων υλικών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των πτερυγίων, καθώς και η ικανότητα της πρόβλεψης σημαντικών ιδιοτήτων της πτέρυγας, όπως η δομική απόσβεση (structural damping) ολόκληρης της κατασκευής. Ουσιαστικά η διδακτορική μου εργασία απετέλεσε εξέλιξη της έρευνας που επιτελείται τα τελευταία 10 χρόνια από την ομάδα «Ανάλυσης Κατασκευών και Ευφυών Υλικών». Η συγκεκριμένη ομάδα συστάθηκε από τον καθηγητή Δ. Σαραβάνο, του οποίου το επιστημονικό υπόβαθρο και η άριστη συνεργασία που αναπτύξαμε συνετέλεσαν στην επιτυχή έκβαση της εργασίας μου.
Στη συνέχεια τον ρώτησα ποιοι τον βράβευσαν και ποια είναι η ελληνική συμμετοχή στην πανευρωπαϊκή αιολική έρευνα. Μου είπε:
– Η βράβευση έγινε από την Ευρωπαϊκή Ακαδημία Αιολικής Ενέργειας (www.eawe.eu), στην πόλη Oldenburg της Γερμανίας. Η εν λόγω ακαδημία αποτελεί τον συνδετικό κρίκο ανάμεσα σε 12 χώρες και 37 φορείς που δραστηριοποιούνται στον τομέα της αιολικής ενέργειας. Σε ετήσια βάση βραβεύει έναν καταξιωμένο ερευνητή για τη συνολική συμπεριφορά του και έναν νέο ερευνητή για την καλύτερη διδακτορική διατριβή – που εφέτος ήμουν εγώ. Οσο για την ελληνική συμμετοχή στο επιστημονικό πεδίο της αιολικής ενέργειας σε ευρωπαϊκό επίπεδο, εκπροσωπείται από ερευνητές του εργαστηρίου Τεχνικής Μηχανικής και Ταλαντώσεων του Πανεπιστημίου Πατρών (Καθ. Δ. Σαραβάνος, Θ. Φιλιππίδης), του Εργαστηρίου Αεροδυναμικής του ΕΜΠ (Καθ. Σ. Βουτσινάς, Β. Ριζιώτης) και του ΚΑΠΕ (Π. Χαβιαρόπουλος). Η ελληνική ερευνητική ομάδα ενεργοποιείται και συμμετέχει συστηματικά στα μεγαλύτερα ευρωπαϊκά προγράμματα (όπως το UpWind) και συνεργάζεται σε υψηλό επίπεδο με κορυφαία πανεπιστήμια της Ευρώπης, όπως το Delft της Ολλανδίας, το DTU της Δανίας και το Πανεπιστήμιο της Στουτγάρδης της Γερμανίας.
Τον ρώτησα αν θα υπάρξει «συνέχεια της διατριβής του» στο νέο κοινοτικό πρόγραμμα, το Innwind. Μου απάντησε ότι «ναι», στο νέο πρόγραμμα θα αναζητήσουν τρόπους ενεργούς προσαρμογής του σχήματος των πτερυγίων στις καιρικές συνθήκες – όπως με «κράματα μνήμης» – προκειμένου να έχουν πάντα τη βέλτιστη απόδοση. Στη συνέχεια επέμεινα με τις προοπτικές εγχώριας ανάπτυξης μιας τέτοιας αιολικής τεχνογνωσίας. Εβλεπε τέτοια περιθώρια; Μου είπε:
– Αν υπήρχαν οι οικονομικές προϋποθέσεις, θα έστηνα μια επιχείρηση κατασκευής καινοτόμων πτερυγίων για ανεμογεννήτριες οικιακής χρήσης. Υπάρχει μεγάλο πεδίο εκεί, ακόμη και για υβριδικά ανεμο-ηλιο-γεωθερμικά συστήματα. Αλλά δεν βλέπω να υπάρχουν οι οικονομικές προϋποθέσεις – ούτε καν το θεσμικό πλαίσιο που θα υποστήριζε τέτοιες επενδύσεις – οπότε ήδη ψάχνω για μέλλον στο εξωτερικό.
Παναγιώτης Χαβιαρόπουλος
Υπάρχει ελπίδα να δημιουργηθούν στην Ελλάδα οι προϋποθέσεις και το πλαίσιο για αιολικές επενδύσεις; Ο καταλληλότερος να μου απαντήσει ήταν ο προϊστάμενος της Διεύθυνσης ΑΠΕ του ΚΑΠΕ (Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών και Εξοικονόμησης Ενέργειας):
Ο μηχανολόγος του ΕΜΠ Παναγιώτης Χαβιαρόπουλος έχει συμμετάσχει σε 36 ερευνητικά προγράμματα και, έπειτα από 25 χρόνια καριέρας στις ΑΠΕ, τιμήθηκε το 2010 από την Ευρωπαϊκή Ακαδημία Αιολικής Ενέργειας με το Βραβείο Επιστημονικής Σταδιοδρομίας. Τον ρώτησα αρχικά αν έχουμε τις δυνατότητες κατασκευής πτερυγίων για ανεμογεννήτριες. Μου απάντησε:
– Πιλοτικά, προσπαθήσαμε στη χώρα μας, στην πενταετία 1995-2000. Κατασκευάσαμε πρωτότυπα πτερυγίων μήκους από εννέα ως 33 μέτρα. Τα αντίστοιχα ερευνητικά προγράμματα που εκπονήσαμε, με συνεργασία του KAΠΕ με το ΕΜΠ, το Πανεπιστήμιο Πατρών και ιδιωτικές επιχειρήσεις κατασκευαστών, κρίθηκαν ως κορυφαία πανευρωπαϊκά. Ωστόσο δεν υπήρξε συνέχεια, καθώς ακόμη και οι επιχειρήσεις με τις οποίες συνεργαζόμασταν – όπως η A.Hellas – προτίμησαν να επενδύσουν σε άλλους τομείς. Δηλαδή πεδίο υπάρχει, αλλά όχι επενδυτικό ενδιαφέρον από ελληνικές επιχειρήσεις.
Συνέχισα ρωτώντας σχετικά με το διαμορφούμενο κλίμα για παράκτιες ανεμογεννήτριες. Μου απάντησε:
– Υπάρχει ο στόχος της Ευρωπαϊκής Ενωσης για 40% της ηλεκτρικής ενέργειας από αιολική ως το 2020, αλλά μέχρι στιγμής η μη ενεργειακή διασύνδεση των νησιών μας αποτρέπει την αιολική αξιοποίηση στη θάλασσα. Για την εγκατάσταση πλωτών ανεμογεννητριών έχουμε το πρόβλημα ότι είναι ακόμη πολύ ακριβές, αλλά και το ότι μας περιορίζει η παραμονή των θαλασσίων συνόρων μας στα έξι ναυτικά μίλια από την ακτή. Πάντως και μόνον η ενεργειακή αυτάρκεια των μεγάλων νησιών μας μέσω ανεμογεννητριών είναι στόχος που πρέπει και μπορεί να επιτευχθεί, καθώς ήδη έχει αποδειχθεί οικονομικά συμφέρων.
Για την αποθήκευση της πλεονάζουσας ηλεκτρικής ενέργειας που θα παράγουν μπορούμε να αξιοποιήσουμε την αντλιοταμίευση (μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε υδραυλική ανύψωση υδάτινων αποθεμάτων και κατοπινή ανάκτησή της με υδατόπτωση).
Επέμεινα, διερευνώντας πλέον τις προοπτικές κατασκευής μικρών ανεμογεννητριών κατακόρυφου άξονα, για οικιακή ή αγροτική ενεργειακή αυτονομία. Μου είπε:
– Οσον αφορά την αιολική αυτάρκεια που θέτετε, υπάρχει κενό πολεοδομικής νομοθεσίας προκειμένου να βάλει κανείς ανεμογεννήτρια στην ταράτσα του και πρόβλημα πιστοποίησης και έγκρισης τύπου για μικρές ανεμογεννήτριες. Κάποιες χώρες – όπως η Βρετανία – έχουν δικά τους πρότυπα, αλλά δεν υπάρχουν διεθνή. Από τον Νόμο 3851 για τις ΑΠΕ προβλέπονται υπουργικές διατάξεις που θα ρυθμίζουν το θέμα των μικρών ανεμογεννητριών, αλλά υπό την πίεση των εξελίξεων το θέμα δεν έχει πάρει προτεραιότητα. Ωστόσο ακόμη και με το υπάρχον πλαίσιο έχουμε δυνατότητες ανάπτυξης υπηρεσιών «έξυπνης εξειδίκευσης», είτε στις επισκευές πτερυγίων ανεμογεννητριών είτε στον έλεγχο λειτουργίας τους (condition monitoring).
Δεν υπάρχει όμως ουσιαστικό ενδιαφέρον από έλληνες επενδυτές.
Κι έτσι, τα «διαμάντια τεχνογνωσίας» που διαθέτουμε στον τομέα παραμένουν «ακατέργαστα». Αν το κράτος δεν αναθεωρήσει τις προτεραιότητές του και αν οι έχοντες και κατέχοντες δεν δουν την ευκαιρία, ο θησαυρός αυτός θα μεταναστεύσει ή – αν μείνει – θα ξαναγίνει «άνθρακας». Τώρα γνωρίζουμε όλοι το πώς η ανεμογεννήτρια του Ηρωνος κατέληξε στα χέρια των Περσών, για να την επανεισαγάγουμε ως ανεμόμυλο στη Mykonos
Αναδημοσιευσα Από Βημα
molibixarti
Τη στιγμή που ο Αίολος κερδίζει έδαφος στην παγκόσμια αγορά της ενέργειας, ποιες είναι οι προϋποθέσεις και οι προοπτικές της χώρας μας να μπει δυναμικά στο παιχνίδι;
Οι φτερωτές των τελευταίων αντλητικών ανεμόμυλων στο οροπέδιο Λασιθίου της Κρήτης είχαν πια σιγήσει το 2009, όταν ο Δήμος Οροπεδίου αποφάσισε να ξαναζωντανέψει 150 από αυτούς. Αλλά μόνο για τουριστικούς λόγους, καθώς οι 10.000 «ανεμαντλίες του Μαρκοστεφανή» αντικρίζουν ολόγυρά τους 15 σύγχρονα αιολικά πάρκα ανεμογεννητριών. Είναι όμως το τέλος της διαδρομής;
Η αναζήτηση της «βέλτιστης ανανεώσιμης ενέργειας» για την Ελλάδα έχει μπει σε ένα νέο κεφάλαιο, τόσο συνεπεία διεθνών εξελίξεων όσο και εθνικών αδιεξόδων. Ιδιαίτερα την ανακινεί ο προβληματισμός αν η πολυσυζητούμενη «παραγωγή ενέργειας» θα εμπεριέχει και προστιθέμενη αξία ελληνικού δυναμικού ή θα είναι απλά μια ενοικίαση «μαγαζιού και αέρα» για ξένες πολυεθνικές. Κάποιες νέες τεχνολογικές εξελίξεις στον τομέα των ανεμογεννητριών και δύο πρόσφατες βραβεύσεις ελλήνων επιστημόνων του τομέα θέτουν εκ νέου το αξιόμαχο της ντόπιας τεχνογνωσίας και παραγωγικής προοπτικής στο τραπέζι των συζητήσεων. Προκειμένου να φτάσουμε σε απαντήσεις, «Το Βήμα» ψαχούλεψε για λογαριασμό σας τον ασκό του Αιόλου.
Στην όλη μνημονιακή αναζήτηση των όρων αναγέννησης της ελληνικής οικονομίας κυριαρχεί η ανάπτυξη μιας εξαγωγικής «παραγωγής ενέργειας». Λογικό, θα πείτε, αφού στα μάτια των Ευρωπαίων η Ελλάδα δεν είναι ικανή να παράγει τίποτε άλλο. Αλλά τι είδους ενέργεια είναι αυτή που θα εξάγουμε;
Στις 14 Οκτωβρίου 2012, στο πλαίσιο της επίσκεψης Μέρκελ, ο Αρης Ραβανός έγραφε στο «Βήμα»: «Η καγκελαρία θέλει να προχωρήσει η γερμανική διείσδυση στο πεδίο της ανάπτυξης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ), καθώς ήδη στην Ελλάδα δραστηριοποιούνται οι εταιρείες Enercon, Nordex και Siemens, ενώ ελληνικοί επιχειρηματικοί όμιλοι αναζητούν συμπράξεις. Στον σχεδιασμό παραμένει η υλοποίηση του προγράμματος "Ηλιος" για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω φωτοβολταϊκών πάρκων, αν και έχει παραγκωνιστεί τελευταία. (...) Για επενδύσεις στους υδρογονάνθρακες εκφράστηκε ενδιαφέρον, αλλά είναι ακόμη πρόωρο, ενώ στις αρχές του 2013 αναμένεται να αρχίσει μια μεγάλη επένδυση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και υπάρχουν σκέψεις για επενδύσεις και σε αιολικά πάρκα».
Το ότι το ενδιαφέρον των Γερμανών για τα φωτοβολταϊκά πάρκα έχει μειωθεί συνάδει προς την ανακοίνωση της 22ας Οκτωβρίου ότι η Siemens αποσύρεται από την ηλιακή ενέργεια και εστιάζει πλέον τις δραστηριότητές της στην ενέργεια του Αιόλου και του Ποσειδώνα. Ως φταίχτης εντοπίζεται κυρίως η εκτός συναγωνισμού τιμών παραγωγή φωτοβολταϊκών της Κίνας. Αν λοιπόν οι ευρωπαϊκές βιομηχανίες ΑΠΕ κυνηγούν πλέον τον άνεμο, το ερώτημα είναι τι μπορούμε να προσφέρουμε εμείς ως χώρα, εκτός από το... οικόπεδο. Δύο πρόσφατα πανευρωπαϊκά βραβεία σε έλληνες αιολικούς επιστήμονες δημιουργούν ελπίδες «προστιθέμενης αξίας». Μπορούμε άραγε να πουλήσουμε τεχνογνωσία ή και να στήσουμε ελληνικές βιομηχανίες ανεμογεννητριών; Το ψάξαμε.
Η εποποιία της φτερωτής
Τα παιδιά τού σήμερα γνωρίζουν τους ανεμόμυλους μόνον από τις τεράστιες ανεμογεννήτριες που έχουν ξεφυτρώσει στις ράχες των βουνών μας. Τα ελάχιστα από αυτά που διαβάζουν τον «Δον Κιχώτη» βλέπουν ότι πολεμούσε με κάτι σαν τους παροπλισμένους ανεμόμυλους της Μυκόνου. Ηταν λοιπόν ελληνική εφεύρεση οι ανεμόμυλοι ή... ισπανική η Mykonos; Ανασήκωμα των ώμων η πιο πιθανή απάντηση. Ποιος να γνωρίζει ότι έφθασαν σ' εμάς από την Περσία, όπου από τον 7ο αιώνα μ.Χ. χρησιμοποιούσαν φτερωτές για άντληση νερού... και ποιος να γνωρίζει βέβαια ότι την ιδέα την είχαν πάρει οι Πέρσες από τους Ελληνες: Τον Ηρωνα τον Αλεξανδρινό συγκεκριμένα, που τον 1ο αιώνα μ.Χ. κατασκεύασε πρώτος ανεμόμυλο για να κινεί τα πιστόνια του μουσικού του οργάνου!
Η συνέχεια για την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας γράφτηκε στους μεσαιωνικούς ανεμόμυλους του ευρωπαϊκού Νότου, απ' όπου οι επιστρέφοντες σταυροφόροι τούς μεταφύτεψαν στον Βορρά και έγιναν οι περιστρεφόμενοι ανεμόμυλοι της Ολλανδίας. Πάντως η πρώτη χρήση τους για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας έγινε τον Ιούλιο του 1887, όταν ο σκωτσέζος καθηγητής Πανεπιστημίου James Blyth έστησε ανεμόμυλο για να φορτίζει λαμπτήρες που φώτιζαν το εξοχικό του και... κατοχύρωσε την ιδέα του με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Την ίδια εκείνη χρονιά ο αμερικανός εφευρέτης Charles Brush έφτιαξε τη δική του ανεμογεννήτρια, που ήταν αυτόματη, ζύγιζε τέσσερις τόνους και απέδιδε 12 κιλοβάτ. Τη σκυτάλη της τεχνογνωσίας παρέλαβε στη δεκαετία του 1890 ο Δανός Poul la Cour, ο οποίος πρώτος αντελήφθη ότι το μυστικό της υψηλής απόδοσης δεν βρισκόταν στα πολλά πτερύγια αλλά στα λίγα και γρήγορα κινούμενα. Οπότε ευλόγως η Δανία απέκτησε το 1956 την πρώτη ανεμογεννήτρια τριών πτερύγων που απέδιδε 200 κιλοβάτ, από έναν μαθητή του la Cour, τον Johannes Juul. Εκτοτε όλος ο πλανήτης τούς μιμήθηκε, αλλά η Δανία παραμένει σήμερα η μόνη χώρα που παράγει το 25% της ηλεκτρικής της ενέργειας από αιολική - και στοχεύει να ξεπεράσει το 50% ως το 2020.
Πώς είναι σήμερα οι ανεμογεννήτριες
Ως το τέλος του 2011 το 2,5% της παγκόσμιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είχε φθάσει να προέρχεται από την αιολική, με συνολική ονομαστική ισχύ 238,5 γιγαβάτ και 83 χώρες να την αξιοποιούν εμπορικά. Την ανάπτυξη αυτή ξεκίνησαν τη δεκαετία του '80 οι ΗΠΑ, για να τις ξεπεράσουν το 1997 η Γερμανία και να τις προσπεράσει και τις δύο η Κίνα, το 2010. Ωστόσο οι ανεμογεννήτριες του σήμερα απέχουν πολύ από τις ταπεινές σιδερένιες φτερωτές που βλέπαμε στα ντοκυμαντέρ να δουλεύουν στα αγροκτήματα της Αυστραλίας και της αμερικανικής Αγριας Δύσης.
Ακολουθώντας τις σχεδιαστικές προδιαγραφές που έθεσε ο Poul la Cour, οι ανεμογεννήτριες που είδαμε τα τελευταία 50 χρόνια να φυτεύονται στον πλανήτη έχουν συνήθως τρία πτερύγια. Ο λόγος είναι αφενός η αεροδυναμική απόδοση - που αυξάνει κατά 6% από το ένα πτερύγιο στα δύο, 3% από τα δύο στα τρία πτερύγια και αμελητέα στα περισσότερα των τριών -, αφετέρου το ότι όσο περισσότερα πτερύγια έχεις τόσο αυξάνονται το βάρος και το κόστος κατασκευής και συντήρησης και μειώνεται η ταχύτητα περιστροφής.
Αυτές οι νέου τύπου ανεμογεννήτριες ξεκίνησαν ως μεταλλικοί πυλώνες με «κεφαλή» που εμπεριείχε τους μαγνήτες της ηλεκτρογεννήτριας. Η μετατροπή της αιολικής ενέργειας σε ηλεκτρική γινόταν είτε άμεσα - με προσαρμογή του στροφείου του μετασχηματιστή στο γρανάζι περιστροφής των πτερυγίων - είτε έμμεσα, με τη μεσολάβηση ενός συνδυασμού γραναζιών όπως το «κιβώτιο ταχυτήτων». Τα πτερύγια ήταν αρχικά από αλουμίνιο και παρείχαν την ταπεινή απόδοση του ενός μεγαβάτ, αλλά η συνεχής βελτίωση του σχεδιασμού και της σύστασής τους την ανέβασε γοργά στα 10 μεγαβάτ. Καταλυτικό ρόλο στην όλη έρευνα έπαιξε το λογισμικό που χρησιμοποιούσαν οι κατασκευαστές πτερύγων αεροσκαφών (όπως το HyperSizer). Φθάνοντας όμως στο μήκος πτερύγων των 50 μέτρων, οι κατασκευαστές συνειδητοποίησαν ότι ο απαιτούμενος συνδυασμός ελαφρότητας και αντοχής ήταν εφικτός μόνο με συνθετικά υλικά (composite materials), όπως το υαλόνημα. Αρχισαν λοιπόν να δομούν τα πτερύγια σε καλούπια, με έναν σκελετό από τροπικό ελαφρόξυλο (balsa) και εποξική συγκόλληση επάνω του ενός πολυμερούς που είναι σύμμεικτο με υαλόνημα. Από τον Αύγουστο του 2012 το ρεκόρ μήκους πτερύγων ανεμογεννητριών το κατέχει η Siemens, με το 75 μέτρων «Β75 rotor blade», που επίσης είναι ελαφρύτερο κατά 20% από τα προγενέστερα μοντέλα. Για να συλλάβουμε το τι σημαίνει μια τέτοια κατασκευή, η κάθε πτέρυγα έχει μήκος σχεδόν ίσο με το συνολικό μήκος πτερύγων του αεροσκάφους Boing A380 και η διαμέτρου 154 μέτρων περιοχή που σαρώνει η ανεμογεννήτρια έχει επιφάνεια 18.600 τετραγωνικών μέτρων, δηλαδή ισοδυναμεί με δυόμισι γήπεδα ποδοσφαίρου! Ολο αυτό το «τέρας» στήθηκε ήδη πιλοτικά στην ακτή Østerild της Δανίας, πάνω σε επτά πυλώνες ύψους 250 μέτρων, με κεφαλές χωρίς γρανάζια και αναμενόμενη ηλεκτροπαραγωγή της τάξεως των 16 μεγαβάτ από την καθεμία ανεμογεννήτρια. Κατασκευαστικά αυτό σημαίνει ότι οι άκρες των πτερύγων διαγράφουν 80 μέτρα ανά δευτερόλεπτο - ή «τρέχουν με 290 χλμ. την ώρα» - και αντέχουν αδιαμαρτύρητα το χτύπημά τους με ενέργεια 200 τόνων αέρα ανά δευτερόλεπτο, όταν ο άνεμος που φυσάει έχει ταχύτητα 10 μέτρων ανά δευτερόλεπτο.
Από το βουνό στη θάλασσα
Αν και οι ανεμογεννήτριες σκαρφάλωσαν σε οροπέδια και κορφοβούνια για να βρουν τα δυνατά ρεύματα αέρα, μια απλή διαπίστωση τις έκανε να κοιτάξουν από νωρίς προς τη μεριά της θάλασσας: Ο άνεμος που φυσάει στα βουνά έχει μεγάλες μεταπτώσεις και στροβιλισμούς, ενώ σε απόσταση μόλις 20 μιλίων από τις ακτές συναντά κανείς συνεχή άνεμο ταχύτητας 10 μέτρων ανά δευτερόλεπτο. Ειδικότερα, έχει βρεθεί ότι ο «αποδοτικότερος» άνεμος πνέει σε θάλασσες με βάθη ως 600 μέτρα. Πώς όμως φυτεύεις μια ανεμογεννήτρια σε τέτοια βάθη;
Ο πρώτος που εισηγήθηκε επιστημονικά την κατασκευή «μεγάλων ανεμογεννητριών που επιπλέουν» ήταν ο καθηγητής του αμερικανικού University of Massachusetts Amherst, William E. Heronemus, το 1972. Στην πράξη, οι πρώτες τέτοιες ανεμογεννήτριες κατασκευάστηκαν τη δεκαετία του 1990 και τοποθετήθηκαν σε βάθη ως 30 μέτρων. Η στήριξη και ο έλεγχος της ευστάθειάς τους βασίστηκε στην τεχνογνωσία των πλωτών πλατφορμών εξόρυξης υποθαλάσσιου πετρελαίου. Συνήθως έχουν μια πλωτή βάση που αγκυροδένεται στον βυθό με πολλαπλά στηρίγματα. Πιο σπάνια, στηρίζονται με κατακόρυφες μόνον άγκυρες, καθώς έχουν το κέντρο βάρους τους πολύ χαμηλά, στο βυθισμένο τμήμα του πυλώνα.
Η «σπορά» τέτοιων ανεμογεννητριών στη θάλασσα έχει γίνει κοινό θέαμα στις βόρειες θάλασσες, αλλά συναντά την αντίδραση των νησιωτών στη Μεσόγειο, καθώς αλλοιώνουν τη φυσιογνωμία του τοπίου. Προσφάτως η τεχνολογία επέτρεψε την τοποθέτηση ανεμογεννητριών σε μεγάλα βάθη, μακριά από τις ακτές. Συγκεκριμένα, τον Ιούνιο του 2009 τέθηκε πιλοτικά σε λειτουργία μια θαλάσσια ανεμογεννήτρια των 2,3 μεγαβάτ, στο Hywind της Νορβηγίας, σε βάθος 220 μέτρων. Εκτοτε τεράστια τέτοια θαλάσσια αιολικά πάρκα άρχισαν να περνούν από τη φάση σχεδιασμού σε εκείνη της εγκατάστασης, με πιο εντυπωσιακή την ανακοίνωση της Ιαπωνίας - τον Σεπτέμβριο του 2011 - ότι θα στήσει τέτοιο πάρκο στα ανοιχτά της Φουκουσίμα, υποκαθιστώντας τους πασίγνωστους πυρηνικούς σταθμούς που έπληξε το τσουνάμι. Η πρόβλεψή τους είναι να έχουν 80 πλωτές ανεμογεννήτριες ως το 2020, που θα αποδίδουν 1 γιγαβάτ. Προς το παρόν πάντως το μεγαλύτερο υπεράκτιο αιολικό πάρκο του κόσμου είναι το «London Array», στις εκβολές του Τάμεση, όπου ήδη έχουν εγκατασταθεί 151 ανεμογεννήτριες. Οταν ολοκληρωθεί η πρώτη φάση του έργου, στο τέλος αυτού του χρόνου, θα λειτουργούν 175 ανεμογεννήτριες που θα παράγουν 630 μεγαβάτ, καλύπτοντας τις ανάγκες περίπου 470.000 νοικοκυριών.
Παρά τον «ποιοτικά σταθερό άνεμο» που φυσάει στα πελάγη, είναι εύλογο να αναρωτιέται κανείς αν αξίζει τον κόπο και το υψηλότερο κόστος κατασκευής, εγκατάστασης και συντήρησης μια τέτοια επένδυση. Σε απάντηση αυτού ακόμη ένα επιχείρημα προστέθηκε στους υπολογισμούς των αιολο-βιομηχάνων, τον Νοέμβριο του 2011: Σε δύο ξεχωριστές μελέτες, ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τέξας (UoT Austin) και του γαλλικού Εργαστηρίου Επιστημών του Κλίματος και του Περιβάλλοντος (LSCE) κατέδειξαν ότι η κλιματική αλλαγή επέφερε ήδη μείωση της μέσης ταχύτητας των ανέμων κατά 4%-12% στην Κίνα και κατά 5%-15% σε όλο το βόρειο ημισφαίριο. Αυτό μεταφράζεται σε μειωμένη απόδοση των ανεμογεννητριών τουλάχιστον κατά 14%. Επομένως η αναζήτηση ισχυρών και σταθερών ανέμων στα βαθιά είναι τώρα περισσότερο από ποτέ αιτιολογημένη.
«Παίκτης» και η Ελλάδα στην αιολική ενέργεια;
Η πρόσφατη τεχνολογική πρόοδος στις ανεμογεννήτριες, θαλάσσιες και μη, οφείλει πολλά σε ένα ευρωπαϊκό ερευνητικό πρόγραμμα, το «Upwind.eu». Σε αυτό διερευνήθηκαν οι αναγκαίες παράμετροι κατασκευής ανεμογεννητριών των 20 μεγαβάτ, με πτερύγια άνω των 120 μέτρων. Τώρα, από 1ης Νοεμβρίου, τη σκυτάλη της έρευνας παίρνει ο διάδοχος του Upwind, to Innwind.EU [Innovative Wind Conversion Systems (10-20MW) for Offshore Applications], με προϋπολογισμό 19,5 εκατ. ευρώ και συμμετοχή 27 φορέων από εννέα ευρωπαϊκές χώρες.
Μολονότι εμείς, ως χώρα, δεν είχαμε την εμπειρία για να συνεισφέρουμε ως κατασκευαστές στην όλη μελέτη, αποδείχθηκε ότι είχαμε τους κατάλληλους μηχανικούς και ερευνητές για να συμβάλουμε επιστημονικά. Το γεγονός αυτό αποδείχθηκε περίτρανα με την απονομή δύο πανευρωπαϊκών βραβείων σε Ελληνες που συμμετείχαν στο Upwind, αλλά και με τη συνέχεια της συμμετοχής του ΚΑΠΕ, του ΕΜΠ και του Πανεπιστημίου Πατρών στο Innwind. «Το Βήμα» συζήτησε και με τους δύο βραβευθέντες και αναζήτησε απαντήσεις στα ερωτήματα που γεννιούνται: Μπορούμε να γίνουμε «παίκτες» στην αιολική ενέργεια, και πώς;
Τις απαντήσεις τους θα τις διαβάσετε στη συνέχεια. Πάντως, αν όντως φέρουμε την ανάπτυξη με κάτι τέτοιο, η Ελλάδα θα είναι η μόνη χώρα που κατάφερε «να σπείρει θύελλες προκειμένου να θερίσει ανέμους». «Δονκιχωτικότατο», δεν νομίζετε;
«Διαμάντια» στον ασκό του Αιόλου
Δημήτρης Χόρτης
Ο Δημήτρης Χόρτης γεννήθηκε στον Αγιο Πέτρο της Λευκάδας τον Αύγουστο του 1980 και το 1998 έγινε φοιτητής στο Τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου Πατρών. Κατόρθωσε όμως να αποφοιτήσει το 2004 στο επιστημονικό πεδίο που πραγματικά τον μάγευε: Αεροναυπηγική. Συνέχισε στο Πανεπιστήμιο Πατρών, με μεταπτυχιακό στα Συστήματα Αυτοματισμού (2006) και διδακτορικό (2012). Οι διακρίσεις του ξεκίνησαν με τη βράβευση από το Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδας για την άριστη επίδοση σπουδών στο 5ο έτος του τμήματος Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών. Επειτα, το 2008, ως μέλος της ομάδας του ανεμοκίνητου οχήματος «Ζέφυρος», βραβεύθηκε στον 1ο Παγκόσμιο Αγώνα «Racing Aeolus» για την καλύτερη χρήση ανταλλακτικών και επιμέρους μηχανικών μερών.
Τέλος, εφέτος, στις 11 Οκτωβρίου, η Ευρωπαϊκή Ακαδημία Αιολικής Ενέργειας του απένειμε το βραβείο καλύτερης διδακτορικής διατριβής σε ευρωπαϊκό επίπεδο για το έτος 2012, για τη συνεισφορά και τα καινοτόμα στοιχεία της διατριβής του στον τομέα της αιολικής ενέργειας. Σήμερα παραμένει ως ερευνητής στο Εργαστήριο Τεχνικής Μηχανικής και Ταλαντώσεων της σχολής του και υπηρετεί τη στρατιωτική του θητεία ως τον Δεκέμβριο. Στο περιθώριο όλων αυτών, τρέχει, ποδηλατεί, ιστιοσανιδώνει τα κύματα και δρα ως εθελοντής ναυαγοσώστης του Ελληνικού Ερυθρού Σταυρού.
Τον ρώτησα γιατί η εργασία του ήταν τόσο σημαντική ώστε να βραβευθεί πανευρωπαϊκά.
Μου απάντησε:
– Αντικείμενό της ήταν η ανάπτυξη ενός καινοτόμου πεπερασμένου στοιχείου δοκού και προτύπων για τη μη γραμμική συμπεριφορά πτερυγίων πολύ μεγάλων ανεμογεννητριών, ισχύος άνω των 5 ΜW. Λόγω του αυξημένου μήκους, τα σύγχρονα πτερύγια παρουσιάζουν έντονη μη γραμμική συμπεριφορά, η μελέτη της οποίας δεν καλυπτόταν πλήρως από τα υπάρχοντα μοντέλα. Απώτερο στόχο της διατριβής απετέλεσε επίσης η προσομοίωση των προηγμένων σύνθετων υλικών που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των πτερυγίων, καθώς και η ικανότητα της πρόβλεψης σημαντικών ιδιοτήτων της πτέρυγας, όπως η δομική απόσβεση (structural damping) ολόκληρης της κατασκευής. Ουσιαστικά η διδακτορική μου εργασία απετέλεσε εξέλιξη της έρευνας που επιτελείται τα τελευταία 10 χρόνια από την ομάδα «Ανάλυσης Κατασκευών και Ευφυών Υλικών». Η συγκεκριμένη ομάδα συστάθηκε από τον καθηγητή Δ. Σαραβάνο, του οποίου το επιστημονικό υπόβαθρο και η άριστη συνεργασία που αναπτύξαμε συνετέλεσαν στην επιτυχή έκβαση της εργασίας μου.
Στη συνέχεια τον ρώτησα ποιοι τον βράβευσαν και ποια είναι η ελληνική συμμετοχή στην πανευρωπαϊκή αιολική έρευνα. Μου είπε:
– Η βράβευση έγινε από την Ευρωπαϊκή Ακαδημία Αιολικής Ενέργειας (www.eawe.eu), στην πόλη Oldenburg της Γερμανίας. Η εν λόγω ακαδημία αποτελεί τον συνδετικό κρίκο ανάμεσα σε 12 χώρες και 37 φορείς που δραστηριοποιούνται στον τομέα της αιολικής ενέργειας. Σε ετήσια βάση βραβεύει έναν καταξιωμένο ερευνητή για τη συνολική συμπεριφορά του και έναν νέο ερευνητή για την καλύτερη διδακτορική διατριβή – που εφέτος ήμουν εγώ. Οσο για την ελληνική συμμετοχή στο επιστημονικό πεδίο της αιολικής ενέργειας σε ευρωπαϊκό επίπεδο, εκπροσωπείται από ερευνητές του εργαστηρίου Τεχνικής Μηχανικής και Ταλαντώσεων του Πανεπιστημίου Πατρών (Καθ. Δ. Σαραβάνος, Θ. Φιλιππίδης), του Εργαστηρίου Αεροδυναμικής του ΕΜΠ (Καθ. Σ. Βουτσινάς, Β. Ριζιώτης) και του ΚΑΠΕ (Π. Χαβιαρόπουλος). Η ελληνική ερευνητική ομάδα ενεργοποιείται και συμμετέχει συστηματικά στα μεγαλύτερα ευρωπαϊκά προγράμματα (όπως το UpWind) και συνεργάζεται σε υψηλό επίπεδο με κορυφαία πανεπιστήμια της Ευρώπης, όπως το Delft της Ολλανδίας, το DTU της Δανίας και το Πανεπιστήμιο της Στουτγάρδης της Γερμανίας.
Τον ρώτησα αν θα υπάρξει «συνέχεια της διατριβής του» στο νέο κοινοτικό πρόγραμμα, το Innwind. Μου απάντησε ότι «ναι», στο νέο πρόγραμμα θα αναζητήσουν τρόπους ενεργούς προσαρμογής του σχήματος των πτερυγίων στις καιρικές συνθήκες – όπως με «κράματα μνήμης» – προκειμένου να έχουν πάντα τη βέλτιστη απόδοση. Στη συνέχεια επέμεινα με τις προοπτικές εγχώριας ανάπτυξης μιας τέτοιας αιολικής τεχνογνωσίας. Εβλεπε τέτοια περιθώρια; Μου είπε:
– Αν υπήρχαν οι οικονομικές προϋποθέσεις, θα έστηνα μια επιχείρηση κατασκευής καινοτόμων πτερυγίων για ανεμογεννήτριες οικιακής χρήσης. Υπάρχει μεγάλο πεδίο εκεί, ακόμη και για υβριδικά ανεμο-ηλιο-γεωθερμικά συστήματα. Αλλά δεν βλέπω να υπάρχουν οι οικονομικές προϋποθέσεις – ούτε καν το θεσμικό πλαίσιο που θα υποστήριζε τέτοιες επενδύσεις – οπότε ήδη ψάχνω για μέλλον στο εξωτερικό.
Παναγιώτης Χαβιαρόπουλος
Υπάρχει ελπίδα να δημιουργηθούν στην Ελλάδα οι προϋποθέσεις και το πλαίσιο για αιολικές επενδύσεις; Ο καταλληλότερος να μου απαντήσει ήταν ο προϊστάμενος της Διεύθυνσης ΑΠΕ του ΚΑΠΕ (Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών και Εξοικονόμησης Ενέργειας):
Ο μηχανολόγος του ΕΜΠ Παναγιώτης Χαβιαρόπουλος έχει συμμετάσχει σε 36 ερευνητικά προγράμματα και, έπειτα από 25 χρόνια καριέρας στις ΑΠΕ, τιμήθηκε το 2010 από την Ευρωπαϊκή Ακαδημία Αιολικής Ενέργειας με το Βραβείο Επιστημονικής Σταδιοδρομίας. Τον ρώτησα αρχικά αν έχουμε τις δυνατότητες κατασκευής πτερυγίων για ανεμογεννήτριες. Μου απάντησε:
– Πιλοτικά, προσπαθήσαμε στη χώρα μας, στην πενταετία 1995-2000. Κατασκευάσαμε πρωτότυπα πτερυγίων μήκους από εννέα ως 33 μέτρα. Τα αντίστοιχα ερευνητικά προγράμματα που εκπονήσαμε, με συνεργασία του KAΠΕ με το ΕΜΠ, το Πανεπιστήμιο Πατρών και ιδιωτικές επιχειρήσεις κατασκευαστών, κρίθηκαν ως κορυφαία πανευρωπαϊκά. Ωστόσο δεν υπήρξε συνέχεια, καθώς ακόμη και οι επιχειρήσεις με τις οποίες συνεργαζόμασταν – όπως η A.Hellas – προτίμησαν να επενδύσουν σε άλλους τομείς. Δηλαδή πεδίο υπάρχει, αλλά όχι επενδυτικό ενδιαφέρον από ελληνικές επιχειρήσεις.
Συνέχισα ρωτώντας σχετικά με το διαμορφούμενο κλίμα για παράκτιες ανεμογεννήτριες. Μου απάντησε:
– Υπάρχει ο στόχος της Ευρωπαϊκής Ενωσης για 40% της ηλεκτρικής ενέργειας από αιολική ως το 2020, αλλά μέχρι στιγμής η μη ενεργειακή διασύνδεση των νησιών μας αποτρέπει την αιολική αξιοποίηση στη θάλασσα. Για την εγκατάσταση πλωτών ανεμογεννητριών έχουμε το πρόβλημα ότι είναι ακόμη πολύ ακριβές, αλλά και το ότι μας περιορίζει η παραμονή των θαλασσίων συνόρων μας στα έξι ναυτικά μίλια από την ακτή. Πάντως και μόνον η ενεργειακή αυτάρκεια των μεγάλων νησιών μας μέσω ανεμογεννητριών είναι στόχος που πρέπει και μπορεί να επιτευχθεί, καθώς ήδη έχει αποδειχθεί οικονομικά συμφέρων.
Για την αποθήκευση της πλεονάζουσας ηλεκτρικής ενέργειας που θα παράγουν μπορούμε να αξιοποιήσουμε την αντλιοταμίευση (μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε υδραυλική ανύψωση υδάτινων αποθεμάτων και κατοπινή ανάκτησή της με υδατόπτωση).
Επέμεινα, διερευνώντας πλέον τις προοπτικές κατασκευής μικρών ανεμογεννητριών κατακόρυφου άξονα, για οικιακή ή αγροτική ενεργειακή αυτονομία. Μου είπε:
– Οσον αφορά την αιολική αυτάρκεια που θέτετε, υπάρχει κενό πολεοδομικής νομοθεσίας προκειμένου να βάλει κανείς ανεμογεννήτρια στην ταράτσα του και πρόβλημα πιστοποίησης και έγκρισης τύπου για μικρές ανεμογεννήτριες. Κάποιες χώρες – όπως η Βρετανία – έχουν δικά τους πρότυπα, αλλά δεν υπάρχουν διεθνή. Από τον Νόμο 3851 για τις ΑΠΕ προβλέπονται υπουργικές διατάξεις που θα ρυθμίζουν το θέμα των μικρών ανεμογεννητριών, αλλά υπό την πίεση των εξελίξεων το θέμα δεν έχει πάρει προτεραιότητα. Ωστόσο ακόμη και με το υπάρχον πλαίσιο έχουμε δυνατότητες ανάπτυξης υπηρεσιών «έξυπνης εξειδίκευσης», είτε στις επισκευές πτερυγίων ανεμογεννητριών είτε στον έλεγχο λειτουργίας τους (condition monitoring).
Δεν υπάρχει όμως ουσιαστικό ενδιαφέρον από έλληνες επενδυτές.
Κι έτσι, τα «διαμάντια τεχνογνωσίας» που διαθέτουμε στον τομέα παραμένουν «ακατέργαστα». Αν το κράτος δεν αναθεωρήσει τις προτεραιότητές του και αν οι έχοντες και κατέχοντες δεν δουν την ευκαιρία, ο θησαυρός αυτός θα μεταναστεύσει ή – αν μείνει – θα ξαναγίνει «άνθρακας». Τώρα γνωρίζουμε όλοι το πώς η ανεμογεννήτρια του Ηρωνος κατέληξε στα χέρια των Περσών, για να την επανεισαγάγουμε ως ανεμόμυλο στη Mykonos
Αναδημοσιευσα Από Βημα
molibixarti
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
