Γνωρίζοντας τις θαλάσσιες ανεμογεννήτριες μέσα από 12 ερωτήσεις και απαντήσεις

Πρόσφατα ψηφίστηκε από τη βουλή το νομοθετικό πλαίσιο που αφορά τα υπεράκτια αιολικά πάρκα δηλαδή τα αιολικά πάρκα που εγκαθίστανται σε θαλάσσιες περιοχές και τα οποία είναι πολύ πιθανό να δούμε τα επόμενα χρόνια να αναπτύσσονται σε θαλάσσιες περιοχές πλησίον της Κρήτης.
Σκοπός του σύντομου κειμένου που ακολουθεί είναι η – κατά το δυνατόν πληρέστερη – ενημέρωση των αναγνωστών για τη νέα τεχνολογία των υπεράκτιων (θαλάσσιων) ανεμογεννητριών και αιολικών πάρκων τα οποία είναι πολύ πιθανόν τα προσεχή χρόνια να κατασκευασθούν και στη χώρα μας στα πλαίσια της σταδιακής αποδέσμευσης από τα ορυκτά καύσιμα και της όλο και περισσότερης χρήσης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την άμβλυνση της κλιματικής αλλαγής.

1. Τι είναι οι υπεράκτιες ανεμογεννήτριες ;

Οι υπεράκτιες (off-shore) ανεμογεννήτριες είναι ανεμογεννήτριες εγκατεστημένες στη θάλασσα σε αντίθεση με τις παράκτιες (on-shore) που είναι εγκατεστημένες στη στεριά. Οι υπεράκτιες ανεμογεννήτριες μπορεί εκτός από τη θάλασσα να είναι εγκαταστημένες σε κάποια λίμνη, λιμνοθάλασσα ή και φιόρδ.

2. Πως εγκαθίστανται και διατηρούνται οι υπεράκτιες ανεμογεννήτριες στη θάλασσα;

Οι υπεράκτιες ανεμογεννήτριες πακτώνονται/στερεώνονται στο πυθμένα της θάλασσας σε νερά με βάθος όχι μεγαλύτερο από 50-60 μέτρα. Διάφορα συστήματα πάκτωσης τους στο πυθμένα της θάλασσας χρησιμοποιούνται σήμερα. Σε θαλάσσια βάθη μεγαλύτερα των 60-80 μέτρων η πάκτωση ανεμογεννητριών στο πυθμένα είναι τεχνικά δύσκολη και οικονομικά ασύμφορη. Για τις περιπτώσεις αυτές έχει αναπτυχθεί πρόσφατα η τεχνολογία των επιπλεόντων στην επιφάνεια της θάλασσας υπεράκτιων ανεμογεννητριών χωρίς όμως να υπάρχουν ακόμη πολλές τέτοιες εφαρμογές ούτως ώστε η τεχνολογία αυτή να θεωρείται ώριμη και αξιόπιστη όπως συμβαίνει με τη τεχνολογία των πακτωμένων στο πυθμένα της θάλασσας υπεράκτιων ανεμογεννητριών.

3. Υπάρχουν σήμερα εγκαταστημένες υπεράκτιες ανεμογεννήτριες και που;

Το 2020 η συνολικά εγκατεστημένη ισχύς των υπεράκτιων ανεμογεννητριών παγκοσμίως ανερχόταν σε 35.3 GW περίπου. Τρεις χώρες παγκοσμίως συγκέντρωναν πάνω από το 75% της συνολικά εγκατεστημένης ισχύος. Η Αγγλία με το 29%, η Κίνα με 28% και η Γερμανία με 22%. Το μεγαλύτερο σήμερα υπεράκτιο αιολικό πάρκο βρίσκεται εγκατεστημένο στην Αγγλία αποτελούμενο από 174 Α/Γ συνολικής ισχύος 1.218 ΜW (Δηλαδή λίγο μεγαλύτερης ισχύος από τη συνολικά εγκαταστημένη ισχύ των θερμοηλεκτρικών, αιολικών και ηλιακών σταθμών στη Κρήτη που ανέρχεται σε περίπου 1.150 MW). Πολλά επίσης μεγάλα υπεράκτια αιολικά πάρκα ισχύος άνω των 500 MW το κάθε ένα τα οποία έχουν κατασκευασθεί μετά το 2013 λειτουργούν σήμερα στην Αγγλία, Ολλανδία, Γερμανία, Δανία, Κίνα κ.α. Πρωταθλήτρια στη κατασκευή υπεράκτιων αιολικών πάρκων είναι σήμερα η Ευρώπη.

4. Ποια είναι η διαφορά του αιολικού δυναμικού στη στεριά και τη θάλασσα;

Το αιολικό δυναμικό στη θάλασσα είναι καλύτερο σε σχέση με το αντίστοιχο της στεριάς για τους εξής λόγους;
Α) Οι ταχύτητες του ανέμου είναι μεγαλύτερες,
Β) Η ποιότητα του αιολικού δυναμικού είναι καλύτερη στη θάλασσα με μικρότερες και λιγότερο συχνές αλλαγές στη ταχύτητα του ανέμου, και
Γ) Δεν υπάρχουν τα εμπόδια που υπάρχουν στη στεριά λόγω διαφόρων ανθρώπινων κατασκευών.
Για τους λόγους αυτούς οι υπεράκτιες ανεμογεννήτριες θεωρούνται πιο αποδοτικές από τις παράκτιες.

5. Πως μεταφέρεται σήμερα η παραγόμενη ενέργεια από υπεράκτιες ανεμογεννήτριες στο ηλεκτρικό δίκτυο;

Η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται στο υπάρχον στη στεριά ηλεκτρικό δίκτυο με υποθαλάσσια ηλεκτρικά καλώδια τοποθετημένα στο πυθμένα της θάλασσας. Επειδή συνήθως η ποσότητα της μεταφερόμενης ηλεκτρικής ενέργειας είναι μεγάλη το κόστος των καλωδίων είναι υψηλό. Εφόσον η απόσταση των αιολικών πάρκων από τη στεριά δεν είναι μεγάλη χρησιμοποιούνται καλώδια εναλλασσόμενου ρεύματος υψηλής τάσης (HVAC). Σε περιπτώσεις όπου η απόσταση των αιολικών πάρκων από τη στεριά είναι μεγάλη προτιμώνται τα καλώδια συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης (HVDC).

6. Ποιο είναι το κόστος εγκατάστασης και συντήρησης των υπεράκτιων αιολικών πάρκων;

Το κόστος κατασκευής παράκτιων ανεμογεννητριών ανέρχεται σε περίπου 1.3 εκατ. € ανά MW εγκατεστημένης ισχύος. Μια ανεμογεννήτρια ισχύος 2-3 MW κοστίζει περίπου 2.6-4 εκατ. €. Το κόστος συντήρησης των παράκτιων ανεμογεννητριών ανέρχεται σε περίπου 0.01-0.02 € ανά παραγόμενη KWh. Το κόστος κατασκευής των υπεράκτιων ανεμογεννητριών είναι μεγαλύτερο από εκείνο των αντίστοιχων παράκτιων αλλά μια υπεράκτια ανεμογεννήτρια μπορεί να παράγει 1.5 με 2 φορές περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια σε σχέση με την αντίστοιχη στη στεριά. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι σήμερα κατασκευάζονται υπεράκτιες ανεμογεννήτριες ισχύος 12 MW ή και μεγαλύτερες με διάμετρο πτερωτής μεγαλύτερη των 100 μέτρων.

7. Ποιο είναι το κόστος της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από τα υπεράκτια αιολικά πάρκα;

Το κόστος της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας είναι σχετικά χαμηλό και διεθνώς, όπως προκύπτει από ανοικτούς διαγωνισμούς, κυμαίνεται σε 50-75 $ ανά ΜWh. Η μείωση του κόστους τα τελευταία χρόνια είναι δραστική εάν αναλογιστεί κάποιος ότι το κόστος της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας υπολογιζόταν το 2012 σε 208 $ ανά MWh. Η τιμή αυτή είναι ανταγωνιστική με τη τιμή της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από το φυσικό αέριο (πριν την ενεργειακή κρίση). Η τιμή εξαρτάται από πιθανές κρατικές επιδοτήσεις κατά τη πραγματοποίηση της επένδυσης καθώς και από το κόστος διασύνδεσης του πάρκου με το ηλεκτρικό δίκτυο – με υποθαλάσσια καλώδια – για τη μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας.

8. Ποιες είναι οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις των υπεράκτιων αιολικών πάρκων;

Οι υπεράκτιες ανεμογεννήτριες δεν δημιουργούν θόρυβο ούτε αλλοιώνουν το φυσικό τοπίο όπως οι παράκτιες ανεμογεννήτριες ενώ έχουν πολύ λίγες εκπομπές θερμοκηπιακών αερίων κατά τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Επειδή όμως η τεχνολογία αυτή έχει αναπτυχθεί πρόσφατα θα πρέπει να διερευνηθούν πιθανές επιπτώσεις τους στο θάνατο θαλάσσιων πουλιών λόγω πρόσπτωσης στα πτερύγια των Α/Γ, οι επιπτώσεις τους στα θαλάσσια είδη καθώς και οι επιπτώσεις στο θαλάσσιο περιβάλλον κατά την εγκατάσταση τους και τη πραγματοποίηση έργων για τη θεμελίωση τους στο πυθμένα. Αξίζει να αναφερθεί ότι Ελληνική νεοφυής εταιρεία διαθέτει σύστημα ανίχνευσης των θαλάσσιων πουλιών καθώς πλησιάζουν τις ανεμογεννήτριες και άμεσης λήψης μέτρων για να αποφευχθεί ο τραυματισμός τους το οποίο διατίθεται στις διεθνείς αγορές.

9. Είναι το αιολικό δυναμικό των Ελληνικών θαλασσών ελκυστικό για την εγκατάσταση υπεράκτιων αιολικών πάρκων;

Το αιολικό δυναμικό των θαλασσών στη χώρα μας θεωρείται πολύ καλό και ελκυστικό για τη δημιουργία υπεράκτιων αιολικών πάρκων. Σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη της Ευρωπαϊκής Επιτροπής η ισχύς του υπεράκτιου αιολικού δυναμικού της χώρας ανέρχεται σε 263 GW δηλαδή σε περίπου 250 φορές περισσότερη από την συνολικά εγκατεστημένη σήμερα ηλεκτρική ισχύ στη Κρήτη. Δεδομένου ότι σε κάποια απόσταση από τις ακτές το θαλάσσιο βάθος είναι σχετικά μεγάλο (άνω των 60 μέτρων) για την πάκτωση/στερέωση ανεμογεννητριών θεωρείται ότι η πρόοδος που έχει επιτευχθεί στη τεχνολογία των επιπλεόντων ανεμογεννητριών θα επιτρέψει τη δημιουργία επιπλεόντων υπεράκτιων αιολικών πάρκων στις Ελληνικές θάλασσες σε τοποθεσίες σχετικά μεγάλου βάθους με υψηλές ταχύτητες ανέμου.

10. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα των υπεράκτιων αιολικών πάρκων;

Τα πλεονεκτήματα των υπεράκτιων αιολικών πάρκων περιλαμβάνουν:
Α) Παράγουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια σε σχέση με τα παράκτια καθώς η ταχύτητα του ανέμου είναι ελαφρά μεγαλύτερη και περισσότερο σταθερή στη θάλασσα σε σχέση με τη στεριά. Μικρή αύξηση της ταχύτητας του ανέμου έχει σαν αποτέλεσμα τη παραγωγή σημαντικά περισσότερης ηλεκτρικής ενέργειας από τις ανεμογεννήτριες,
Β) Στη χώρα μας μεγάλο μέρος του πληθυσμού ζει σε παράκτιες περιοχές. Συνεπώς η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια από υπεράκτιες ανεμογεννήτριες δεν χρειάζεται να μεταφερθεί σε μεγάλες αποστάσεις για να διατεθεί στα κέντρα κατανάλωσης της,
Γ) Το κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι χαμηλό και συγκρίσιμο με το κόστος παραγωγής της με φυσικό αέριο,
Δ) Η κατασκευή υπεράκτιων αιολικών πάρκων δεν αναμένεται να συναντήσει τις έντονες κοινωνικές αντιδράσεις και συγκρούσεις που συνήθως συνοδεύουν τη προσπάθεια κατασκευής παράκτιων αιολικών πάρκων, και
Ε) Έχουν όλα τα πλεονεκτήματα των παράκτιων αιολικών πάρκων και συγκεκριμένα:
– Παράγουν ηλεκτρική ενέργεια χωρίς να εκλύουν θερμοκηπιακά αέρια,
– Αξιοποιούν μια εγχώρια τοπική ανανεώσιμη ενεργειακή πηγή παράγοντας “πράσινη ηλεκτρική ενέργεια”,
– Δεν καταναλώνουν νερό κατά τη λειτουργία τους,
– Συμβάλλουν στη δημιουργία τοπικών θέσεων εργασίας.

11. Ποια είναι τα μειονεκτήματα των υπεράκτιων αιολικών πάρκων;

Σαν μειονεκτήματα των υπεράκτιων αιολικών πάρκων μπορεί να θεωρηθούν:
Α) Η κατασκευή υπεράκτιων αιολικών πάρκων είναι δύσκολη, δαπανηρή και έχει σημαντικό κόστος συντήρησης,
Β) Η σταθερή εγκατάσταση τους σε βάθη μεγαλύτερη των 60 μέτρων είναι προβληματική και σε τέτοια βάθη ενδείκνυται μόνο η κατασκευή επιπλεόντων αιολικών πάρκων,
Γ) Τα ακραία κλιματικά φαινόμενα μπορούν να καταστρέψουν τις υπεράκτιες ανεμογεννήτριες,
Δ) Η κατασκευή υποθαλάσσιων καλωδίων μεταφοράς της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας στο δίκτυο μπορεί να είναι δαπανηρή,
Ε) Οι επιπτώσεις των υπεράκτιων αιολικών πάρκων στη θαλάσσια ζωή αλλά και στα θαλάσσια και τα μεταναστευτικά πουλιά δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητές, και
ΣΤ) Η κατασκευή υπεράκτιων αιολικών πάρκων τα οποία είναι ορατά από την ακτή μπορεί να προκαλέσει αντιδράσεις από τους κατοίκους των παράκτιων περιοχών οι οποίοι φοβούνται ότι πιθανώς θα επηρεασθεί ο τουρισμός και η αξία των παραθαλάσσιων ιδιοκτησιών.

12. Θα υπάρξουν οφέλη για τη χώρα κατά τη κατασκευή και λειτουργία υπεράκτιων αιολικών πάρκων στις Ελληνικές θάλασσες;

Βεβαίως η κατασκευή υπεράκτιων αιολικών πάρκων θα προσφέρει προστιθέμενη αξία τοπικά. Τα οφέλη που θα προκύψουν περιλαμβάνουν:
Α) Τη δημιουργία ανταποδοτικών έργων στις τοπικές κοινωνίες από τις εταιρείες κατασκευής υπεράκτιων αιολικών πάρκων,
Β) Χαμηλότερη χρέωση της ηλεκτρικής ενέργειας στους κατοίκους των τοπικών κοινωνιών,
Γ) Τη δημιουργία τοπικών θέσεων εργασίας κατά τη κατασκευή, λειτουργία και συντήρηση των αιολικών πάρκων,
Δ) Τοπικές επενδύσεις σε υποδομές, εξοπλισμό και μονάδες παραγωγής τμημάτων/εξαρτημάτων των ανεμογεννητριών. Θα χρειαστούν κάποια λιμάνια, πλοιάρια μεταφοράς μηχανολογικού εξοπλισμού και χώροι αποθήκευσης και συναρμολόγησης τμημάτων των ανεμογεννητριών.

*Ο Γιάννης Στυλ. Βουρδουμπάς είναι Χημικός Μηχανικός ΕΜΠ, M.Sc., Ph.D. Συγγραφέας του βιβλίου “Clean energy transition in European islands – The case of Crete, Greece”, ELIVA PRESS, 2021