Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας
Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) αναφέρονται στην εναλλακτική παραγωγή ενέργειας όπου δεν έχουμε καύση εξαντλούμενων ορυκτών καυσίμων (άνθρακας, πετρέλαιο, φυσικό αέριο) και έκλυση αερίων του θερμοκηπίου. Στις ΑΠΕ περιλαμβάνονται:
- Φωτοβολταϊκά
Τα φωτοβολταϊκά μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική, απορροφώντας την ενέργεια των φωτονίων της ηλιακής ακτινοβολίας. Η φωτοβολταϊκή μετατροπή είναι η πιο διαδεδομένη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, και αναμένεται να κυριαρχήσει πλήρως απ’ το 2030 και μετά. Η ηλιακή ενέργεια είναι παντού, η τυχαιότητα της παραγωγής είναι μικρότερη σε σχέση με την αιολική ενέργεια, και επιπροσθέτως το κόστος των φωτοβολταϊκών πάνελ, των σχετικών ηλεκτρονικών ισχύος αλλά και των μπαταριών μειώνεται σταθερά. Το γεγονός αυτό κάνει προσβάσιμη την παραγωγή από φωτοβολταϊκά και στον απλό ιδιώτη σε τοπική, μικρή ή μεσαία, κλίμακα στο επίπεδο μίας κατοικίας ή μιας επιχείρησης κάτι που δεν εφικτό με τις υπόλοιπες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, που αναφέρονται σε έργα τάξης μεγέθους εκατοντάδων kW ή MW.
- Αιολική ενέργεια
Η ενέργεια του ανέμου μετατρέπεται σε ηλεκτρική μέσω ανεμογεννητριών διαφόρων μεγεθών οριζόντιου ή κάθετου άξονα. Τα αιολικά πάρκα είναι μονάδες μεγάλης εγκατεστημένης ισχύος επιπέδου MW. Στο άμεσο μέλλον αναμένεται να θεσμοθετηθεί η κατασκευή μικρότερων αιολικών πάρκων με ανεμογεννήτριες ισχύος 60kW ή και αποκεντρωμένη παραγωγή (net metering) με ανεμογεννήτριες 2-3kW. Διαδεδομένα ειδικά στη Βόρεια Ευρώπη και τη Βόρεια Θάλασσα, είναι και τα υπεράκτια αιολικά πάρκα.
- Υδροηλεκτρική ενέργεια
Από την πτώση νερού από υψομετρική διαφορά μέσω φράγματος ή από τη φυσική ροή ποταμού έχουμε κίνηση υδροστροβίλου και παραγωγή ηλεκτρισμού. Τα υδροηλεκτρικά εργοστάσια καλύπτουν αιχμές ζήτησης φορτίου, ειδικά κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, σε αντιδιαστολή με τους συμβατικούς θερμολεκτρικούς σταθμούς που καλύπτουν φορτίο βασικής ζώνης.
- Ηλιοθερμική ενέργεια
Η πιο γνωστή και απλή εφαρμογή είναι ο ηλιακός θερμοσίφωνας για την παραγωγή ζεστού νερού.
Η τεχνολογία CSP (Concentrated Solar Power) είναι μία σύγχρονη εφαρμογή μετατροπής ηλιακής ενέργειας σε θερμική. Ένας μεγάλος αριθμός κατόπτρων συγκεντρώνει την ηλιακή ακτινοβολία σε ένα κεντρικό σημείο. Η υψηλή θερμότητα που συγκεντρώνεται μεταβιβάζεται σε ένα υγρό μέσο που εκτελεί θερμοδυναμικό κύκλο και χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού υψηλής πίεσης που κινεί ατμοστρόβιλο και παράγει ηλεκτρισμό.
- Αποθήκευση ενέργειας
Η ενέργεια χάνεται αν δεν καταναλώνεται τη στιγμή που παράγεται. Η ενέργεια αποθηκεύεται σε μεγάλη κλίμακα όπου το επιτρέπουν τοπολογικά δεδομένα με τη μέθοδο της αντλησιοταμίευσης σε υδροηλεκτρικές μονάδες. Όταν δεν υπάρχει ζήτηση ή όταν υπάρχει περίσσεια παραγωγής από θερμοηλεκτρικούς ή αιολικούς σταθμούς η ηλεκτρική μηχανή της υδροηλεκτρικής μονάδας λειτουργεί αντίστροφα ως κινητήρας που αντλεί το νερό από τη δεξαμενή χαμηλής στάθμης στη δεξαμενή υψηλής στάθμης. Η υψομετρική διαφορά σημαίνει αποθήκευση ενέργειας που αποδίδεται στις ώρες αιχμής ζήτησης φορτίου με την πτώση του νερού και τη λειτουργία της μηχανής ως γεννήτρια.
Η αποθήκευση ενέργειας σε μικρή κλίμακα μέσω των μπαταριών κερδίζει έδαφος και αναμένεται να διαδραματίσει πρωτεύοντα ρόλο τα ερχόμενα χρόνια στη διαδικασία της ενεργειακής μετάβασης στην «πράσινη» παραγωγή παγκοσμίως. Η αποθήκευση ενέργειας σε συσσωρευτές μολύβδου οξέως εφαρμόζεται στα πλαίσια της αποκεντρωμένης παραγωγής, σε αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα όπου δεν υπάρχει δίκτυο ή διασυνδεδεμένα φωτοβολταϊκά ή αιολικά συστήματα για τη μείωση της μεταβλητότητας της παραγωγής, στο net metering με μπαταρίες για παράδειγμα. Ο μόλυβδος των μπαταριών μολύβδου οξέως είναι πλήρως ανακυκλώσιμος με την ήδη υπάρχουσα τεχνολογία. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου επίσης, που έχουν αρχίσει να εισάγονται στην αγορά, δεν αναμένεται να οδηγήσουν σε εξάντληση του λιθίου από τη φύση μέχρι το 2050 σύμφωνα με μελέτη του Γαλλικού Πρακτορείου Περιβάλλοντος και Διαχείρισης Ενέργειας (ADEME).
- Βιοκαύσιμα-Βιομάζα
Τα βιοκαύσιμα παράγονται από φυσικές βιολογικές διεργασίες. Το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο βιοκαύσιμο είναι το βιοντίζελ που παράγεται από έλαια και λίπη με τη διαδικασία της μετεστεροποίησης. Η βιοαιθανόλη, επίσης συνηθισμένο βιοκαύσιμο, είναι αλκοόλη που παράγεται μέσω ζύμωσης από υδατάνθρακες.
Η βιομάζα αναφέρεται σε καύσιμη ύλη που παράγεται από υπολείμματα φυτικών ή ζωικών διεργασιών που δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως τροφή.
Παρότι από την καύση βιοκαυσίμων/βιομάζας παράγονται οξείδια του άνθρακα, δεν έχουμε να κάνουμε με εξόρυξη υδρογονανθράκων αλλά με φυσικές ανακυκλούμενες διαδικασίες γι’ αυτό και κατατάσσονται στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
- Γεωθερμία
Η γεωθερμία αναφέρεται στην αποθηκευμένη ενέργεια κάτω από τη στερεή επιφάνεια της γης υπό τη μορφή θερμότητας. Ανάλογα με το επίπεδο της θερμοκρασίας (υψηλή/μέση/χαμηλή ενθαλπία) η γεωθερμία εφαρμόζεται για ηλεκτροπαραγωγή, θέρμανση χώρων, κλιματισμό με αντλίες θερμότητας, θέρμανση θερμοκηπίων, ιχθυοκαλλιέργειες, αφαλάτωση θαλασσινού νερού, θερμά λουτρά.
- Θαλάσσια ενέργεια
Η θαλάσσια ενέργεια αναφέρεται στην παλιρροϊκή ενέργεια όπου έχουμε στρέψη υποβρύχιας τουρμπίνας και στην κυματική ενέργεια με εκμετάλλευση της κινητικής ενέργειας των κυμάτων των ωκεανών για παραγωγή ηλεκτρισμού. Οι τεχνολογίες αυτές βρίσκονται σε ερευνητικό στάδιο με κάποιες εφαρμογές στη Βόρεια Θάλασσα.
- Υδρογόνο
Τεχνολογίες υδρογόνου όπως οι κυψέλες υδρογόνου βρίσκονται σε πρώιμο εργαστηριακό στάδιο.
Ελλάδα
Σύμφωνα με τα στοιχεία του ενεργειακού ισοζυγίου μέχρι το Σεπτέμβριο του τρέχοντος έτους η ηλεκτροπαραγωγή στην Ελλάδα διαμορφώνεται ως εξής:
Οι ΑΠΕ μαζί με τα υδροηλεκτρικά - χωρίς να λαμβάνονται υπόψη τα συστήματα φωτοβολταϊκής αυτοπαραγωγής net metering και τα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα – συμμετέχουν κατά 45,8% στην εγκατεστημένη ισχύ για ηλεκτροπαραγωγή.
Η εγκατεστημένη ισχύς ανά τεχνολογία ΑΠΕ για ηλεκτροπαραγωγή την περίοδο 2006-2016 διαμορφώνεται ως εξής:
Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ανά τεχνολογία ΑΠΕ την περίοδο 2006-2016 διαμορφώνεται ως εξής:
Η συμμετοχή των διαφόρων πηγών ενέργειας στην τελική κατανάλωση ενέργειας διαμορφώνεται ως εξής:
