ΝΕΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΚΑΙ Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥΣ ΣΤΑ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΑ
Η προώθηση της αειφορίας στη γεωργία με τη μείωση της χρήσης εξαντλήσιμων φυσικών πόρων, όπως τα ορυκτά καύσιμα, και τη μείωση της ρύπανσης του περιβάλλοντος είναι απαραίτητη για την άμβλυνση/μετριασμό της κλιματικής αλλαγής.
Σκοπός του σύντομου κειμένου που ακολουθεί είναι η παρουσίαση της δυνατότητας ταυτόχρονης παραγωγής οπωροκηπευτικών και ηλεκτρικής ενέργειας στα θερμοκήπια της Κρήτης.
1. Κατανάλωση ενέργειας στα θερμοκήπια
Τα θερμοκήπια καταναλώνουν ενέργεια για τη κάλυψη των αναγκών τους σε θέρμανση, ψύξη, φωτισμό και λειτουργία διαφόρων ηλεκτρικών μηχανημάτων. Για τη θέρμανση τους (στην οποία δαπανώνται τα μεγαλύτερα ποσά ενέργειας) χρησιμοποιούν κυρίως πετρέλαιο και φυσικό αέριο και λιγότερο ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) όπως στερεά βιομάζα ή γεωθερμία. Καθώς είναι συνδεδεμένα με το δίκτυο χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια το κόστος της οποίας είναι χαμηλότερο σε σχέση με το κόστος που πληρώνουν οικιακοί ή άλλοι καταναλωτές [Η τιμή της κιλοβατώρας για αγροτικές επιχειρήσεις είναι περίπου 7-9 λεπτά ενώ για κατοικίες, γραφεία και μικρές επιχειρήσεις περίπου 11-13 λεπτά]. Και αυτό γιατί η πολιτεία θέλει να τους στηρίξει για να διατηρηθεί χαμηλό το κόστος παραγωγής των προϊόντων τους. Η εξέλιξη της τεχνολογίας επιτρέπει σήμερα στα θερμοκήπια να παράγουν στις εγκαταστάσεις τους την (ηλεκτρική και θερμική) ενέργεια που χρησιμοποιούν.
2. Συστήματα συμπαραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας στα θερμοκήπια. Μηχανές εσωτερικής καύσης, αεριοστρόβιλοι, κυψέλες καυσίμου.
Τα συστήματα συμπαραγωγής θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας επιτυγχάνουν τη ταυτόχρονη παραγωγή τους στο ίδιο μηχάνημα. Ορισμένα από αυτά χρησιμοποιούνται σήμερα σε μεγάλα “βιομηχανικά θερμοκήπια”. Η παραγόμενη θερμική ενέργεια χρησιμοποιείται για τη κάλυψη των θερμικών αναγκών του θερμοκηπίου ενώ η συμπαραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιείται για το φωτισμό και τη λειτουργία διαφόρων συσκευών και μηχανημάτων του (π.χ. του συστήματος ψύξης). Όση ηλεκτρική ενέργεια δεν χρησιμοποιείται στο θερμοκήπιο “πωλείται” στο ηλεκτρικό δίκτυο σύμφωνα με τις ισχύουσες διατάξεις και τιμές. Τα συστήματα συμπαραγωγής τα οποία χρησιμοποιούνται κυρίως σε μεγάλα θερμοκήπια περιλαμβάνουν:
Α) Μηχανές εσωτερικής καύσης, ατμοστρόβιλους, αεριοστρόβιλους κ.α., και
Β) Κυψέλες καυσίμου,
Το πιο σύνηθες καύσιμο που χρησιμοποιούν είναι το φυσικό αέριο ενώ η ελκυστικότητα των συστημάτων συμπαραγωγής έγκειται στο γεγονός ότι ο συνολικός βαθμός απόδοσης τους (σε θερμική και ηλεκτρική ενέργεια) είναι πολύ υψηλός (για ενεργειακές μηχανές) της τάξης του 80-95%. Δηλαδή μετατρέπουν το 80-95% της ενέργειας του καυσίμου σε χρήσιμη θερμική και ηλεκτρική ενέργεια. Οι κυψέλες καυσίμου είναι μηχανές οι οποίες συμπαράγουν θερμότητα και ηλεκτρική ενέργεια με ηλεκτροχημικό τρόπο. Πρόκειται για μια νέα τεχνολογία η οποία έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται σε διάφορους τομείς χωρίς όμως να έχει αναφερθεί η χρήση της σε θερμοκήπια μέχρι σήμερα. Οι κυψέλες καυσίμου είναι αθόρυβες μηχανές ενώ ο βαθμός απόδοσης τους σε ηλεκτρική ενέργεια είναι περίπου 50% και σε θερμική ενέργεια περίπου 35%. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι τεχνολογίες συμπαραγωγής θερμότητας και ηλεκτρισμού λόγω της ιδιαίτερα υψηλής αποδοτικότητας τους θεωρούνται φιλικές στο περιβάλλον και η χρήση τους επιδοτείται από τη πολιτεία στα πλαίσια επίτευξης των στόχων άμβλυνσης της κλιματικής αλλαγής.
3. Η χρήση συστημάτων συμπαραγωγής θερμότητας και ηλεκτρισμού σε Ελληνικά θερμοκήπια
Τα τελευταία χρόνια μεγάλα βιομηχανικά θερμοκήπια που έχουν κατασκευασθεί στη βόρεια Ελλάδα έχουν εγκαταστήσει συστήματα συμπαραγωγής θερμικής και ηλεκτρική ενέργεια με τη χρήση φυσικού αερίου. Αυτό είναι εφικτό καθώς:
Α) Ορισμένες τεχνολογίες συμπαραγωγής είναι οικονομικά ελκυστικές στη κλίμακα αυτή,
Β) Το πρόσφατα κατασκευασμένο δίκτυο του φυσικού αερίου προμηθεύει το καύσιμο στο θερμοκήπιο, και
Γ) Το υπάρχον θεσμικό πλαίσιο προσφέρει τη δυνατότητα πώλησης της περίσσειας της συμπαραγόμενης ηλεκτρική ενέργεια που δεν χρησιμοποιείται στο θερμοκήπιο στο δίκτυο.
Έτσι τα θερμοκήπια αυτά συμπαράγουν κηπευτικά και ηλεκτρική ενέργεια η οποία, όση δεν ιδιοκαταναλώνεται, διατίθεται στο δίκτυο.
4. Δυνατότητα χρήσης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στα θερμοκήπια της Κρήτης. Ηλιακή και αιολική ενέργεια.
Το πλούσιο ηλιακό και αιολικό δυναμικό της Κρήτης προσφέρει τη δυνατότητα αξιοποίησης του για τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στα θερμοκήπια της. Οι τεχνολογίες μετατροπής της ηλιακής και της αιολικής ενέργειας σε ηλεκτρική (με φωτοβολταϊκά συστήματα και ανεμογεννήτριες) είναι πλέον ώριμες, αξιόπιστες, δοκιμασμένες και οικονομικές. Χρησιμοποιούνται σήμερα είτε σε μικρή ή σε μεγαλύτερη κλίμακα σε ποικίλες εφαρμογές. Συμβατικά αδιαφανή φωτοβολταϊκά πλαίσια μπορούν να εγκατασταθούν είτε πλησίον του θερμοκηπίου ή επί τμήματος της στέγης του για τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ενώ ημιδιαφανή φωτοβολταϊκά πλαίσια μπορούν επίσης να εγκατασταθούν επί της στέγης. Τα ημιδιαφανή φωτοβολταϊκά έχουν το πλεονέκτημα ότι επιτρέπουν μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας να εισέλθει εντός του χώρου του. Έτσι η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται αφ’ ενός για τη φωτοσύνθεση των φυτών που βρίσκονται εντός του θερμοκηπίου και αφ’ ετέρου για τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Εφόσον το θερμοκήπιο δεν είναι συνδεδεμένο με το ηλεκτρικό δίκτυο θα πρέπει η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια να αποθηκεύεται σε μία μπαταρία για να χρησιμοποιείται όταν χρειάζεται. Εφόσον όμως είναι συνδεδεμένο με το δίκτυο όση ηλεκτρική ενέργεια δεν καταναλώνεται σε αυτό, όταν παράγεται, θα διοχετεύεται στο δίκτυο όπου πρακτικά αποθηκεύεται. Εκτός των φωτοβολταϊκών πλαισίων, εφόσον το αιολικό δυναμικό πλησίον του θερμοκηπίου είναι ικανοποιητικό, μπορεί να εγκατασταθεί κοντά σε αυτό μικρή ανεμογεννήτρια για τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η ιδιαιτερότητα των φωτοβολταϊκών πλαισίων σε σχέση με τις τεχνολογίες συμπαραγωγής έγκειται στο γεγονός ότι αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μικρή ή και σε μεγάλη κλίμακα. Το γεγονός αυτό ευνοεί τη χρήση της στη Κρήτη όπου επικρατούν τα σχετικά μικρά μη βιομηχανικά θερμοκήπια.
5. Η δυνατότητα του ενεργειακού συμψηφισμού της παραγόμενης και καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμοκήπια
Σε υπάρχον θερμοκήπιο επιτρέπεται σήμερα να εγκατασταθεί κάποιο φωτοβολταϊκό σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Εάν το θερμοκήπιο είναι συνδεδεμένο με το ηλεκτρικό δίκτυο, όπως γίνεται συνήθως, τότε οι ισχύοντες κανονισμοί επιτρέπουν το συμψηφισμό της παραγόμενης και καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας σε αυτό. Δηλαδή όταν το φωτοβολταϊκό σύστημα παράγει ηλεκτρική ενέργεια η οποία δεν χρειάζεται/καταναλίσκεται στο θερμοκήπιο αυτή αποθηκεύεται στο δίκτυο. Όταν όμως το θερμοκήπιο χρειάζεται ηλεκτρική ενέργεια αλλά το φωτοβολταϊκό που έχει εγκατασταθεί δεν παράγει (π.χ. το βράδυ) τότε χρησιμοποιείται η αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα γίνεται συμψηφισμός της απορροφούμενης ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο και της προσδιδόμενης σε αυτό και ο καλλιεργητής χρεώνεται την επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια. Σήμερα αρκετές παραγωγικές μονάδες, κατοικίες αλλά και ξενοδοχεία έχουν κάνει χρήση της δυνατότητας εγκατάστασης φωτοβολταϊκών συστημάτων συμψηφίζοντας τη παραγόμενη και την καταναλισκόμενη ηλεκτρική ενέργεια.
6. Ενεργειακές κοινότητες/συνεταιρισμοί σε περιοχές θερμοκηπιακών καλλιεργειών της Κρήτης
Τα τελευταία χρόνια με κατάλληλο νομοθετικό πλαίσιο προωθείται η δημιουργία ενεργειακών κοινοτήτων/συνεταιρισμών στη χώρα. Παρά το γεγονός ότι οι ενεργειακοί συνεταιρισμοί έχουν αναπτυχθεί αρκετά σε πολλές Ευρωπαϊκές χώρες, οι μέχρι σήμερα επιτυχημένες προσπάθειες δημιουργίας τους στην Ελλάδα είναι ελάχιστες. Η νομοθεσία σήμερα προσφέρει τη δυνατότητα και χορηγεί κίνητρα σε φυσικά και νομικά πρόσωπα να ιδρύουν ομάδες/κοινότητες/συνεταιρισμούς οι οποίες θα παράγουν ενέργεια από ΑΠΕ (συμπεριλαμβανομένων των φωτοβολταϊκών) και είτε θα την ιδιοχρησιμοποιούν ή θα την πωλούν στο δίκτυο. Η ύπαρξη τόσων πολλών θερμοκηπίων στη νότια Κρήτη θα μπορούσε να αποτελέσει έναυσμα για συλλογική προσπάθεια δημιουργίας ενεργειακού(ών) συνεταιρισμού(ών) παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με φωτοβολταϊκά πλαίσια εγκατεστημένα στα θερμοκήπια των παραγωγών αξιοποιώντας ταυτόχρονα τα πλεονεκτήματα της νομοθεσίας. Σε μια τέτοια περίπτωση θα μπορούσαν να δημιουργηθούν αποκεντρωμένα συστήματα ηλεκτροπαραγωγής με τη χρήση ηλιακής ενέργειας στη Κρήτη αποφέροντας πολλαπλά οφέλη στο περιβάλλον, στους παραγωγούς κηπευτικών αλλά και στη πολιτεία.
Περισσότερα στοιχεία για τη δυνατότητα εγκατάστασης φωτοβολταϊκών πλαισίων στα θερμοκήπια της Κρήτης είναι διαθέσιμα στο κείμενο του γράφοντος με τίτλο Co-production of vegetables and electricity in agricultural greenhouses in Crete, Greece. Is it feasible? το οποίο δημοσιεύεται στο διεθνές Αγγλόφωνο επιστημονικό περιοδικό JOURNAL OF AGRICULTURE AND LIFE SCIENCES, τεύχος 7 (1), 2020.
