Περιβάλλον: H Αιολική Ενέργεια – φόβοι και προσδοκίες

Του Κώστα Κάππα*

Αιολική ενέργεια είναι εκείνη η οποία δημιουργείται από την διαρκή κίνηση του ατμοσφαιρικού αέρα, ο οποίος περιβάλλει την Γη, χάρις

• στην ηλιακή ακτινοβολία,
• στην ανομοιογένεια του ανάγλυφου του εδάφους και
• στην περιστροφική κίνηση της Γης γύρω από τον άξονά της. Η προκύπτουσα ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας της Γης από τον Ήλιο προκαλεί την μετακίνηση μεγάλων μαζών αέρα δημιουργώντας τους ανέμους.

Η αιολική είναι η παλαιότερη μορφή ενέργειας την οποία χρησιμοποίησε ποτέ ο άνθρωπος (ναυσιπλοΐα με πανιά, ανεμόμυλοι) και η αρχή της χάνεται στα βάθη της ιστορίας. O εγκλωβισμός, κατά τον Όμηρο, των ανέμων στον ασκό του Αιόλου δείχνει ακριβώς την ανάγκη των ανθρώπων να διαθέτουν τους ανέμους στον τόπο και στον χρόνο όπου οι ίδιοι θέλουν.

Η πετρελαϊκή κρίση στις αρχές της δεκαετίας του ’70, φέρνει ξανά στο προσκήνιο τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας -ΑΠΕ- και μεταξύ αυτών, την αιολική ενέργεια. Τις τελευταίες δεκαετίες σημειώνεται μια αλματώδης ανάπτυξη, λόγω της επιτακτικής ανάγκης για την προστασία του περιβάλλοντος, καθώς γίνεται πλέον συνείδηση πως ο άνεμος είναι μια καθαρή και ανεξάντλητη πηγή ενέργειας.

Υπολογίζεται ότι στο 25% της επιφανείας της Γης επικρατούν άνεμοι μέσης ταχύτητος 5,1 m/s (μέτρα ανά δευτερόλεπτο), σε ύψος 10 μέτρων πάνω από το έδαφος. Όταν σε μία περιοχή οι άνεμοι πνέουν με ταχύτητα ίση ή μεγαλύτερη από αυτήν την τιμή, τότε το αιολικό δυναμικό του τόπου θεωρείται εκμεταλλεύσιμο και οι απαιτούμενες εγκαταστάσεις μπορούν να καταστούν οικονομικά βιώσιμες. Είναι ενδιαφέρον ότι η παραγόμενη ισχύς από μια Α/Γ αυξάνει γεωμετρικά με την ταχύτητα του ανέμου και συνεπώς η κατάλληλη επιλογή της θέσης εγκατάστασης, είναι βασικής σημασίας για την μεγίστη αποδοτικότητα της επένδυσης.

Τα σύγχρονα συστήματα εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας αφορούν κυρίως σε μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική ενέργεια και ονομάζονται “ανεμογεννήτριες – Α/Γ”. Με άλλα λόγια, πρόκειται για έναν μικρό αυτόνομο σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με “καύσιμη ύλη” τον άνεμο.

Αιολικό πάρκο είναι συστοιχία πολλών Α/Γ, οι οποίες εγκαθίστανται και λειτουργούν σε μία περιοχή με υψηλό αιολικό δυναμικό και διοχετεύουν το σύνολο της παραγωγής του στο ηλεκτρικό σύστημα.

Γενικότερα οφέλη προκύπτοντα από την χρήση της αιολικής ενέργειας:

• Ο άνεμος είναι ανεξάντλητη και δωρεάν πηγή ενέργειας.
• Η αιολική ενέργεια είναι μια τεχνολογικά ώριμη, οικονομικά ανταγωνιστική και φιλική προς το περιβάλλον.
• Δεν επιβαρύνει το τοπικό περιβάλλον με επικίνδυνους αέριους ρύπους (μονοξείδιο του άνθρακος, διοξείδιο του θείου, καρκινογόνα μικροσωματίδια, κ.α.), όπως συμβαίνει με τους συμβατικούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Αντίθετα, ανάλογα με το μέγεθος των γεννητριών και το αιολικό δυναμικό, για μέση ταχύτητα ανέμου 5,5 m/s, εξοικονομούνται: 13-22 τόννοι διοξειδίου του άνθρακος, 13-20 kg διοξειδίου του θείου και 18-27 kg νιτρικά οξείδια ανά παραγόμενη GWh.
• Είναι εξαιρετικά φθηνή μορφή ενέργειας, κόστους από 4 έως 6 λεπτά του ευρώ, ανά κιλοβατώρα. Η τιμή εξαρτάται από την ύπαρξη/παροχή ανέμου.
• Σύμφωνα με τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό “WindEurope” (https://windeurope.org /about-us/new-identity/), το 2015 η αιολική ενέργεια προσέφερε πανευρωπαϊκά 450.000 θέσεις εργασίας, με τάσεις αύξησης. Χαρακτηριστικά, η συνεισφορά των αιολικών πάρκων στο ΑΕΠ της Ιταλίας για την διετία 2006-2008, ανήλθε σε περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο ευρώ, συμπεριλαμβανομένου των εξαγωγών.
  • Βοηθά στην αποκέντρωση του ενεργειακού συστήματος μειώνοντας τις απώλειες μεταφοράς ενέργειας.
  • Ενισχύει την ενεργειακή ανεξαρτησία.

Αρνητικές επιπτώσεις (πραγματικές και φανταστικές) εγκατάστασης και χρήσης Α/Γ:

• Ηχητική ρύπανση. Ο θόρυβος υπάγεται σε δύο κατηγορίες, ανάλογα με την προέλευση του: μηχανικός (περιστρεφόμενα μηχανικά τμήματα όπως κιβώτιο ταχυτήτων, ηλεκτρογεννήτρια, έδρανα κ.λπ.) και αεροδυναμικός (περιστροφή των πτερυγίων). Οι μηχανικοί θόρυβοι ελαχιστοποιούνται με εξαρχής σχεδίαση (γρανάζια πλάγιας οδόντωσης), εσωτερική ηχομονωτική επένδυση στο κέλυφος της κατασκευής, ηχομονωτικά πετάσματα και αντικραδασμικά πέλματα στήριξης. Ο αεροδυναμικός θόρυβος αντιμετωπίζεται με βελτιστοποίηση του σχεδιασμού των πτερυγίων. Με δεδομένη την νομοθετημένη απαίτηση να εγκαθίστανται οι Α/Γσε ελάχιστη απόσταση 500 μέτρων από τους οικισμούς, το επίπεδο ενόχλησης των κατοίκων είναι ιδιαίτερα χαμηλό, της τάξης των 30 db.
• Παρεμβολές στις τηλεπικοινωνίες. Το κυριότερο πρόβλημα από τις Α/Γ προέρχεται από τα κινούμενα πτερύγια τα οποία μπορούν να προκαλέσουν αυξομείωση σήματος τηλεόρασης ή ραδιοφώνου,λόγω ανακλάσεων. Τα πτερύγια των συγχρόνων Α/Γ κατασκευάζονται αποκλειστικά από συνθετικά υλικά, τα οποία έχουν ελάχιστη επίπτωση στην μετάδοση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η Ελληνική νομοθεσία προβλέπει την αδειοδότηση ενός αιολικού πάρκου, μόνον εφόσον τηρούνται οι προκαθορισμένες ελάχιστες αποστάσεις από τηλεπικοινωνιακούς ή ραδιοτηλεοπτικούς σταθμούς. Σε ορισμένες ευρωπαϊκές χώρες οι πύργοι των Α/Γ χρησιμοποιούνται ήδη για την εγκατάσταση κεραιών προς διευκόλυνση υπηρεσιών επικοινωνιών, όπως η κινητή τηλεφωνία.
• Εκπεμπόμενη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Τα μόνα υποσυστήματα τα οποία δυνητικά εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι η Α/Γ και ο μετασχηματιστής μέσης τάσης. Το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο της ηλεκτρογεννήτριας είναι εξαιρετικά ασθενές και περιορίζεται σε μια πολύ μικρή απόσταση γύρω από το κέλυφός της, το οποίο είναι τοποθετημένο τουλάχιστον 40-50 μέτρα άνω του εδάφους. Είναι σαφές ότι δεν υφίσταται κανένα θέμα έκθεσης σε αξιόλογη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία,ακόμη και κάτω από την Α/Γ ή στον περιβάλλοντα χώρο. Είναι επίσης εντελώς ψευδές τα περί ύπαρξης ραδιενέργειας, όπως ισχυρίζονται άτομα με πρόσβαση στα ΜΜΕ, αλλά χωρίς επιστημονικές γνώσεις. Επιπλέον, ο μετασχηματιστής μετατροπής της χαμηλής τάσης της Α/Γ σε μέση τάση, προκειμένου να μεταφερθεί η ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο της ΔΕΗ, περιβάλλεται από περίφραξη ασφαλείας ή είναι κλεισμένος σε μεταλλικό υπόστεγο.
• Άνεμος. Πνέει συνήθως τελείως ακανόνιστα, με διαφορετική ένταση κάθε φορά και προς διαφορετική κατεύθυνση. Το άμεσο αποτέλεσμα είναι ότι δεν είναι δυνατόν να είναι αξιοποιήσιμη η αιολική ενέργεια την χρονική στιγμή κατά την οποία θα υπάρχει ζήτηση από την κατανάλωση. Ακόμα και η αποταμίευσή της με την μορφή ηλεκτρισμού, είναι σχετικά απρόσφορη: οι συσσωρευτές λογικών διαστάσεων είναι υψηλού κόστους και δεν μπορούν να αποθηκεύσουν παρά μικρό σχετικά ποσόν της ενέργειας αυτής, με τα σημερινά τουλάχιστον μέσα.
• Γεωργικές και κτηνοτροφικές δραστηριότητες. Η συνήθης χρήση γης στις θέσεις εγκατάστασης Α/Γ και αιολικών πάρκων είναι η βοσκή αιγοπροβάτων. Σπανιότερα, στις θέσεις αυτές εντοπίζονται ίχνη εγκαταλελειμμένων καλλιεργειών μικρής απόδοσης, καθώς η βίαιη ανάδευση του εδάφους περιορίζει την εκμετάλλευσή του για καλλιέργειες. Είναι χαρακτηριστικό ότι ένα τυπικό αιολικό πάρκο των 10 MW καλύπτει ωφέλιμη επιφάνεια μόνο 2 στρεμμάτων περίπου, αφού κάθε ανεμογεννήτρια απαιτεί για την θεμελίωσή της μόνο 130-150 τετραγωνικά μέτρα.
• Πληθυσμός πτηνών. Εκφράστηκαν φόβοι ότι τα πτηνά καθώς πετούν κινδυνεύουν να συνθλιβούν από τα πτερύγια των Α/Γ. Τελικά, οι Α/Γ δεν προκαλούν ιδιαίτερο πρόβλημα όπως έχει φανεί από μελέτες οι οποίες έχουν πραγματοποιηθεί σε ευρωπαϊκές χώρες με οικολογικές ευαισθησίες, όπως η Γερμανία, η Ολλανδία, η Δανία και η Μεγάλη Βρετανία. Υπολογίσθηκε ότι στον συνολικό αριθμό πτηνών τα οποία φονεύονται ετησίως, ελάχιστοι θάνατοι οφείλονται σε Α/Γ, ενώ η συντριπτική πλειοψηφία οφείλεται είτε σε πρόσκρουση με οχήματα και τις γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας (καθότι είναι σχεδόν “αόρατες” για τα πουλιά) είτε σε ανθρώπους οι οποίοι ασχολούνται με το ευγενές σπορ της δολοφονίας ζώων για ευχαρίστηση (κυνηγοί). Παρ’ όλα αυτά, για την προστασία του πληθυσμού των πτηνών (φωλιές και ανάπτυξη νεοσσών), αποφεύγεται η κατασκευή αιολικών πάρκων σε ευαίσθητες οικολογικά και προστατευόμενες περιοχές και σε διαδρόμους αποδημίας των πουλιών.
• Οπτική όχληση. Η εγκατάσταση μιας τεράστιας Α/Γ σε μια όχι και τόσο ανοιχτή περιοχή δημιουργεί άσχημη οπτική εντύπωση. Αντίθετα η εγκατάσταση της ίδιας Α/Γ σε μια αχανή έκταση περνά σχεδόν απαρατήρητη. Σημειώνεται ότι τόσο το λευκό χρώμα των πτερυγίων, όσο και η κατασκευή ολόσωμων (σωληνωτών) πύργων στήριξης των Α/Γ, συντελούν στην καλύτερη εναρμόνισή τους με τον περιβάλλοντα χώρο.
• Τεχνικές αδυναμίες. Εκτός από την τυχαιότητα (άνεμος, ηλιακή ακτινοβολία) και την επίδραση των εποχών, η αιολική ενέργεια χαρακτηρίζεται από χαμηλής πυκνότητος ισχύ (κατατάσσεται στις “αραιές” ενέργειες). Κατά συνέπεια, για την παραγωγή της επιθυμητής ποσότητος ενέργειας, απαιτείται είτε η δημιουργία αιολικού πάρκου Α/Γ, είτε η χρήση μηχανών μεγάλων διαστάσεων. Για τις αυτόνομες Α/Γ είναι απαραίτητη η ύπαρξη συστημάτων αποθήκευσης της παραγόμενης αιολικής ενέργειας και ο συγχρονισμόςτης ζήτησης με την προσφορά. Όλα τα στοιχεία αυτά συνεπάγουν αυξημένο αρχικό κόστος (λόγω της προσθήκης του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας) και επιπλέον απώλειες ενέργειας κατά τις φάσεις μετατροπής και αποθήκευσης.

Η κατάσταση στην Ελλάδα

Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται σημαντική άνοδος της εγκατεστημένης ηλεκτρικής ισχύος από Α/Γ στην χώρα μας. Ο υψηλός αυτός ρυθμός ανάπτυξης της αιολικής ενέργειας αντιμετωπίσθηκε με ανάμικτα αισθήματα από τις τοπικές κοινωνίες: οικονομικές προσδοκίες αλλά και ανησυχία σχετικά με τις πιθανές επιπτώσεις των Α/Γ (μεμονωμένων ή αιολικών πάρκων) στο περιβάλλον. Σε ορισμένες περιπτώσεις οι φόβοι οι οποίοι εκφράστηκαν ήσαν υπερβολικοί, σε άλλες όμως είχαν αντικειμενική βάση.

Η ταχύτητα του άνεμου είναι ιδιαίτερα υψηλή σε α) κορυφογραμμές, β) κοιλάδες ή περάσματα μεταξύ υψωμάτων, γ) οροπέδια μεγάλου υψομέτρου και δ) παράκτιες περιοχές. Η Ελλάδα διαθέτει σε αφθονία και τα τέσσερα, προσδίδοντας ιδιαίτερο ενδιαφέρον στην ανάπτυξη της αιολικής ενέργειας στην χώρα. Σημειώνεται ότι στα νησιά του Αιγαίου υφίστανται δυνατοί άνεμοι, των οποίων ηταχύτητα τους κυμαίνεται από 7-11 m/s κατά μέσο όρο και σε εξαιρετικές περιπτώσεις φθάνει στα 12m/s.

Ενέργειες για την ανάπτυξη της αιολικής ενέργειας έχουν γίνει σε ολόκληρη την χώρα, ενώ στο γεγονός αυτό έχει συμβάλλει και η πολιτική της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τις ΑΠΕ, η οποία ενθαρρύνει και επιδοτεί επενδύσεις στις ήπιες μορφές ενέργειας. Αλλά και σε εθνική κλίμακα, ο αναπτυξιακός νόμος 3299/04, σε συνδυασμό με τον νόμο για της ανανεώσιμες πηγές ενέργειας 3468/06, παρέχει ισχυρότατα κίνητρα ακόμα και για επενδύσεις μικρής κλίμακος.

Το 2017, το αιολικό δυναμικό της χώρας έφθασε στα 2650 MW. Το ίδιο έτος, συνδέθηκαν οι πρώτες ανεμογεννήτριες στην Περιφέρεια της Ηπείρου (2,4 MW), με αποτέλεσμα η αιολική ενέργεια να έχει πλέον παρουσία σε όλες τις Περιφέρειες της χώρας. Συγκριτικά η Στερεά Ελλάδα παραμένει στην κορυφή των αιολικών εγκαταστάσεων με 877,85 MW (33,1%) και ακολουθούν η Πελοπόννησος με 502,8 ΜW (18,9%) και η Ανατολική Μακεδονία – Θράκη με 335,45 MW (12,6%).

Η ηλεκτρική ενέργεια η οποία παράγεται από τα αιολικά πάρκα, κάλυψε το περασμένο έτος το 7,4% των αναγκών της Ελλάδος σε ηλεκτρική ενέργεια, με πρωταθλήτρια στην σχετική κατάταξη την Δανία με 36,8 %.

Για την χώρα μας, εκτός από πάμφθηνη πηγή ενέργειας, η κατασκευή και η λειτουργία κάθε αιολικού πάρκου 50 MW, έχει ως αποτέλεσμα την αποτροπή έκλυσης στην ατμόσφαιρα (ανά έτος) περίπου 2.300 τόννων διοξειδίου του θείου, 180 τόννων οξειδίων του αζώτου, 120 τόννων αιωρούμενων σωματιδίων και 128.000 τόννων διοξειδίου του άνθρακος (αερίου υπεύθυνου για το φαινόμενο του θερμοκηπίου).

Συμπερασματικά

Από τεχνολογική και οικονομική άποψη, η πλέον ώριμη μορφή από τις λεγόμενες “ανανεώσιμες” πηγές ενέργειας είναι η αιολική. Η σημαντικότερη οικονομικά εφαρμογή των Α/Γ είναι η σύνδεσή τους στο ηλεκτρικό δίκτυο μιας χώρας. Στην περίπτωση αυτή, αιολικό πάρκο, δηλαδή συστοιχία πολλών Α/Γ, εγκαθίσταται και λειτουργεί σε περιοχή με υψηλό αιολικό δυναμικό και διοχετεύει το σύνολο της παραγωγής του στο ηλεκτρικό σύστημα. Οι Α/Γ έχουν την δυνατότητα να λειτουργούν και αυτόνομα, για την παραγωγή α) ηλεκτρικής ενέργειας σε περιοχές οι οποίες δεν ηλεκτροδοτούνται, β) μηχανικής ενέργειας για χρήση σε αντλιοστάσια, γ) θερμότητας.

Η παραγόμενη αιολική ισχύς είναι γενικά χαμηλής πυκνότητος και έχει αρκετά μικρό συντελεστή απόδοσης (της τάξης του 30% ή και χαμηλότερο). Κατά συνέπεια απαιτούνται πολλές Α/Γ για την παραγωγή αξιόλογης ισχύος και αρκετά μεγάλο αρχικό κόστος εφαρμογής, σε μεγάλη επιφάνεια γης. Γι’ αυτόν τον λόγο μέχρι τώρα χρησιμοποιείται σαν συμπληρωματική πηγή ενέργειας.

Ενδεικτική Βιβλιογραφία

1. Χασικίδη Ε, “Αιολική Ενέργεια σε Ελλάδα και Ευρώπη”, Πανεπιστήμιο Πατρών,http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/bitstream/10889/4111/3/Nimertis_Chasikidi(de).pdf, 2010
2. The Telegraph, “1500 accidents and incidents on UK wind farms”, 01.09.2018, www.telegraph.co.uk/news/uknews/8948363/1500-accidents-and-incidents-on-UK-wind-farms.html
3. ΚΑΠΕ, Ηλεκτρονική Βιβλιοθήκη Κέντρου Ανανεώσιμων Πηγών και Εξοικονόμησης Ενέργειας, www.cres.gr/kape/publications/download.ht
4. CWIF, Caithness Windfarm Information Forum, “Summary of Wind Turbine Accident data to 30 June 2018”, 30 June 2018,www.caithnesswindfarms.co.uk/AccidentStatistics.htm

ΠΗΓΗ: 13.09.2018, http://artinews.gr/…82.html

* Ο Κώστας Κάππας είναι καθηγητής Ιατρικού Τμήματος Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, Ακτινοφυσικός – Υπεύθυνος Ακτινοπροστασίας Παν/κού Νοσοκομείου Λάρισας και Παν/μίου Θεσσαλίας.