» Είναι εφικτή η χρήση τους στα ελληνικά ξενοδοχεία;
Η χρήση νέων ενεργειακών τεχνολογιών στα ξενοδοχεία για οικονομικούς και περιβαλλοντικούς λόγους έχει αποκτήσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια. Μεταξύ των νέων ενεργειακών τεχνολογιών που χρησιμοποιούνται σήμερα περιλαμβάνονται οι κυψέλες καυσίμου οι οποίες αποτελούν συσκευές που παράγουν ταυτόχρονα θερμική και ηλεκτρική ενέργεια ενώ οι περιβαλλοντικές τους επιπτώσεις είναι σχετικά μικρές.
Σκοπός του σύντομου κειμένου που ακολουθεί είναι η παρουσίαση της δυνατότητας χρήσης στα Ελληνικά ξενοδοχεία των νέων αυτών ενεργειακών συστημάτων.
Η κατανάλωση ενέργειας στα ξενοδοχεία
Τα ξενοδοχεία καταναλώνουν σημαντικά ποσά ενέργειας για να καλύψουν τις ανάγκες τους σε θέρμανση και ψύξη, παραγωγή θερμού νερού, φωτισμό και λειτουργία διαφόρων ηλεκτρικών συσκευών και μηχανημάτων. Γενικά τα κτίρια των ξενοδοχείων καταναλώνουν μεγαλύτερα ποσά ενέργειας σε σχέση με άλλα κτίρια όπως οι κατοικίες, τα γραφεία ή τα εμπορικά καταστήματα. Στο πίνακα 1 παρουσιάζεται η ενδεικτική κατανομή της κατανάλωσης ενέργειας σε διάφορους τομείς των ξενοδοχείων όπως έχει υπολογιστεί σε διάφορες μελέτες για ξενοδοχεία της Ευρώπης. Όπως φαίνεται στο πίνακα αυτό η μισή περίπου κατανάλωση ενέργειας αφορά θερμικές χρήσεις για τη θέρμανση του χώρου και τη παραγωγή ζεστού νερού. Ανάλογα βέβαια με τη τοποθεσία που βρίσκεται το ξενοδοχείο, τη περίοδο λειτουργίας του και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του η κατανάλωση ενέργειας σε διάφορους τομείς μπορεί να διαφοροποιείται. Έτσι στα ξενοδοχεία που λειτουργούν μόνο τη θερινή περίοδο στην Ελλάδα δεν απαιτείται θερμική ενέργεια για τη θέρμανση των χώρων τους.
Πίνακας 1. Ποσοστιαία κατανάλωση ενέργειας σε διάφορες χρήσεις των ξενοδοχείων
Χρήση ενέργειας %
Θέρμανση χώρου 31
Παραγωγή θερμού νερού 17
Ψύξη χώρου 15
Φωτισμός 12
Μαγειρείο/κουζίνα 5
Αερισμός 4
Μηχανήματα γραφείου 4
Ψυγεία 3
Άλλες χρήσεις 9
Σύνολο 100
Οι κύριες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται στα ξενοδοχεία
Τα περισσότερα ξενοδοχεία χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια καθώς και πετρέλαιο ή φυσικό αέριο για τη κάλυψη των ηλεκτρικών και θερμικών τους αναγκών. Σχετικά μικρός αριθμός ξενοδοχείων χρησιμοποιεί την ηλιακή ενέργεια (με ηλιακούς θερμοσίφωνες) κυρίως για τη παραγωγή θερμού νερού και λιγότερο για τη παραγωγή ηλεκτρισμού (με φωτοβολταϊκά πλαίσια). Ορισμένα μικρά ξενοδοχεία χρησιμοποιούν ενίοτε τη καύση της στερεάς βιομάζας για τη παραγωγή θερμότητας. Άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η αιολική ενέργεια, η γεωθερμία ή η υδροηλεκτρική ενέργεια δεν χρησιμοποιούνται σήμερα στα Ελληνικά ξενοδοχεία.
Το κόστος της ενέργειας στα ξενοδοχεία
Το κόστος της ενέργειας αντιστοιχεί σε περίπου 3-10% του συνολικού λειτουργικού κόστους των ξενοδοχειακών μονάδων είτε πρόκειται για εποχιακά λειτουργούσες μονάδες ή για μονάδες δωδεκάμηνης λειτουργίας. Επειδή το ενεργειακό κόστος είναι χαμηλό και δεν επηρεάζει σημαντικά τη κερδοφορία των επιχειρήσεων αυτών οι ξενοδοχειακές μονάδες δεν δείχνουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για να επενδύσουν σε νέες ενεργειακές τεχνολογίες ιδιαίτερα όταν το κόστος της επένδυσης σε ενεργειακά συστήματα είναι υψηλό.
Εναλλακτικές ενεργειακές πηγές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στα Ελληνικά ξενοδοχεία
Εκτός από την ηλεκτρική ενέργεια και τα ορυκτά καύσιμα (πετρέλαιο, φυσικό αέριο, υγραέριο) που συνήθως χρησιμοποιούνται στα ξενοδοχεία διάφορες εναλλακτικές πηγές ενέργειας θα μπορούσαν επιπρόσθετα να χρησιμοποιηθούν σε αυτά. Δεδομένης της μεγάλης ηλιοφάνειας στη χώρα η ηλιακή ενέργεια βρίσκεται ψηλά στο κατάλογο των φιλικών στο περιβάλλον ενεργειακών πηγών. Έτσι ορισμένες τεχνολογίες της οι οποίες είναι ώριμες και οικονομικές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν όπως:
Α) Η παθητική ηλιακή θέρμανση η οποία μπορεί να καλύψει μέρος των αναγκών θέρμανσης τους,
Β) Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες οι οποίοι μπορούν να καλύψουν σημαντικό μέρος των αναγκών σε ζεστό νερό των ξενοδοχείων το οποίο χρησιμοποιείται στα δωμάτια των πελατών, τη κουζίνα, τα πλυντήρια κ.α., και
Γ) Τα φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για τη κάλυψη μέρους ή όλης της ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται στο ξενοδοχείο. Αυτό είναι εφικτό σήμερα μέσω του κανονισμού του ενεργειακού συμψηφισμού της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας με εκείνη που απορροφάται από το δίκτυο.
Οι Κυψέλες καυσίμου
Οι κυψέλες καυσίμου είναι συσκευές οι οποίες μετατρέπουν τη χημική ενέργεια ενός καυσίμου σε ηλεκτρική ενέργεια με ηλεκτροχημικό τρόπο (δηλαδή μέσω της πραγματοποίησης χημικών αντιδράσεων) χωρίς δηλαδή τη θερμική καύση του. Η λειτουργία τους είναι παρεμφερής με των μπαταριών αλλά με μία σημαντική διαφορά. Οι μπαταρίες είναι συσκευές που αποθηκεύουν την ηλεκτρική ενέργεια ενώ οι κυψέλες καυσίμου είναι συσκευές που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Όσο διάστημα τους παρέχεται καύσιμο παράγουν ηλεκτρική ενέργεια χωρίς όμως να την αποθηκεύουν. Το καύσιμο που χρησιμοποιούν είναι το υδρογόνο ενώ όταν αυτό βρίσκεται ενωμένο σε μία χημική ένωση με άλλα στοιχεία (όπως πχ στο CH4) απαιτείται ο διαχωρισμός του. Κατά τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στις κυψέλες καυσίμου εκλύεται θερμότητα η οποία συνήθως αξιοποιείται. Οι συσκευές αυτές είναι αθόρυβες χωρίς να έχουν κινητά μέρη, όπως οι στρόβιλοι, ενώ ο συνολικός βαθμός απόδοσης τους (σε ηλεκτρική και θερμική ενέργεια) είναι υψηλός. Μπορούν να τοποθετηθούν σε κάποιο υπόγειο του ξενοδοχείου χωρίς να επηρεάζουν τη λειτουργία του. Το κόστος τους σήμερα είναι σχετικά υψηλό όπως συνήθως συμβαίνει στα αρχικά στάδια εισαγωγής μιας νέας τεχνολογίας στην αγορά. Στο πίνακα 2 παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά βασικών τύπων κυψελών καυσίμου που χρησιμοποιούνται σήμερα.
Με ποιές προϋποθέσεις είναι εφικτή η χρήση τους στα ξενοδοχεία
Η χρήση κυψελών καυσίμου για παραγωγή ενέργειας στα ξενοδοχεία είναι εφικτή και επιθυμητή υπό ορισμένες προϋποθέσεις μεταξύ των οποίων:
Α) Την ύπαρξη του διαθέσιμου καυσίμου, υδρογόνου ή φυσικού αερίου, σε λογικό κόστος για τη λειτουργία της κυψέλης,
Β) Την ύπαρξη κανονισμού για τον συμψηφισμό της παραγόμενης και της καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας στα ξενοδοχεία,
Γ) Τη δυνατότητα επιδότησης από τη πολιτεία μέρους του κόστους της επένδυσης δεδομένου ότι τα ενεργειακά αυτά συστήματα είναι ακόμη σχετικά δαπανηρά καθώς οι εμπορικές τους εφαρμογές είναι περιορισμένες, και
Δ) Τη δυνατότητα επαρκούς τεχνολογικής/τεχνικής υποστήριξης κατά την εγκατάσταση, λειτουργία και συντήρηση των κυψελών καυσίμου.
Η κατανεμημένη παραγωγή ηλεκτρισμού
Η διεσπαρμένη/κατανεμημένη παραγωγή ενέργειας αναφέρεται στη παραγωγή (ηλεκτρικής) ενέργειας σε (μικρά) αποκεντρωμένα συστήματα παραγωγής όπου συνήθως η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια καταναλώνεται στη τοποθεσία που παράγεται. Μεταξύ των διεσπαρμένων συστημάτων παραγωγής περιλαμβάνονται μεταξύ άλλων :
1. Τα φωτοβολταικά συστήματα,
2. Τα συστήματα συμπαραγωγής θερμότητας και ηλεκτρισμού με αεριοστρόβιλους, μηχανές εσωτερικής καύσης κ.α. , και
3. Τα συστήματα συμπαραγωγής με κυψέλες καυσίμου
Η ύπαρξη του θεσμού του ενεργειακού συμψηφισμού διευκολύνει τη χρήση συστημάτων διεσπαρμένης παραγωγής ενέργειας. Στα ξενοδοχεία ενδείκνυται η χρήση φωτοβολταικών συστημάτων (για παραγωγή ηλεκτρισμού) και κυψελών καυσίμου (για συμπαραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού) ενώ δεν ενδείκνυται η χρήση αεριοστρόβιλων και μηχανών εσωτερικής καύσης.
Το υδρογόνο σαν καύσιμο και η χρήση του για παραγωγή ενέργειας
Το υδρογόνο (Η2) είναι το πιο διαδεδομένο στοιχείο στο σύμπαν αποτελώντας το 75% περίπου της μάζας του. Είναι ένα άριστο καύσιμο και καθώς στο μόριο του δεν περιέχεται άνθρακας κατά τη καύση του δεν εκλύονται ανθρακούχα αέρια στην ατμόσφαιρα. Δυστυχώς σχεδόν όλη η διαθέσιμη ποσότητα υδρογόνου στη γη βρίσκεται υπό μορφή χημικών ενώσεων και η χρήση του σαν καυσίμου απαιτεί το διαχωρισμό του από τα άλλα χημικά στοιχεία με τα οποία είναι ενωμένο. Οι αρχαίοι αλχημιστές θα το θεωρούσαν σαν το ελιξίριο της ενέργειας. Η μεγαλύτερη εμπορικά παραγόμενη ποσότητα υδρογόνου σήμερα παράγεται από το φυσικό αέριο μετά τη θερμική αναμόρφωση του με ατμό. Όμως καθώς το φυσικό αέριο (CH4) περιέχει άνθρακα η παραγωγή υδρογόνου από αυτό συνεπάγεται την έκλυση ανθρακούχων αερίων στην ατμόσφαιρα. Εναλλακτικά υδρογόνο παράγεται με την ηλεκτρόλυση του νερού (Η2Ο) και τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς στη περίπτωση αυτή να εκλύονται ανθρακούχα αέρια στην ατμόσφαιρα. Εφόσον δε η απαιτούμενη, στην ηλεκτρόλυση, ηλεκτρική ενέργεια παραχθεί από ηλιακή ή αιολική ενέργεια (με φωτοβολταϊκά πλαίσια ή ανεμογεννήτριες) τότε έχουμε ένα εξαιρετικό καύσιμο χωρίς την έκλυση ανεπιθύμητων αερίων στην ατμόσφαιρα που επιτείνουν τη κλιματική αλλαγή. Στο πίνακα 3 παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά των κυψελών καυσίμου και των τεχνολογιών αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας που χρησιμοποιούνται στα ξενοδοχεία.
Εφαρμογές των κυψελών καυσίμου σε υπάρχοντα ξενοδοχεία
Κυψέλες καυσίμων διαφόρων τύπων έχουν ήδη εγκατασταθεί σε διάφορα ξενοδοχεία διεθνώς όπου οι κυβερνήσεις επιδοτούν τις επενδύσεις αυτές για να προωθήσουν τις καινοτόμες ενεργειακές τεχνολογίες. Η εταιρεία Fuji Electric έχει εγκαταστήσει μία κυψέλη καυσίμου φωσφορικού οξέος ισχύος 100 KW στο ξενοδοχείο Nagoya Sakae Washington Hotel Plaza που βρίσκεται στη πόλη Nagoya της Ιαπωνίας. Η κυψέλη καυσίμου παράγει εκτός από ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα η οποία χρησιμοποιείται στο ξενοδοχείο. Η αλυσίδα ξενοδοχείων Starwood προωθεί την εγκατάσταση κυψελών καυσίμου σε ξενοδοχεία της. Συγκεκριμένα προγραμματίζει την εγκατάσταση 4 κυψελών καυσίμου ισχύος 250 KW η κάθε μία στο ξενοδοχείο Sheraton San Diego Hotel and Marina δυναμικότητας 1044 δωματίων το οποίο βρίσκεται στη Καλιφόρνια των ΗΠΑ. Η συμπαραγόμενη από την κυψέλη καυσίμου θερμότητα θα χρησιμοποιείται για τη θέρμανση της πισίνας του ξενοδοχείου. Στο ιστορικό ξενοδοχείο Lafayette το οποίο βρίσκεται στο San Diego, ΗΠΑ έχει εγκατασταθεί μία κυψέλη καυσίμου ισχύος 40 KW η οποία παράγει ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα για τη κάλυψη των ενεργειακών αναγκών του ξενοδοχείου.
Συμπερασματικά θα μπορούσε να λεχθεί ότι οι κυψέλες καυσίμου θα μπορούσαν υπό ορισμένες προϋποθέσεις να χρησιμοποιηθούν στα Ελληνικά ξενοδοχεία καλύπτοντας σημαντικό μέρος των αναγκών τους σε ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα μειώνοντας ταυτόχρονα τις εκπομπές θερμοκηπιακών αερίων στην ατμόσφαιρα.
Περισσότερα στοιχεία για τη δυνατότητα χρήσης Κυψελών Καυσίμου σε Ελληνικά ξενοδοχεία είναι διαθέσιμα στο επιστημονικό άρθρο του γράφοντος με τίτλο “Possibilities of using fuel cells for energy generation in Greek hotels “ το οποίο δημοσιεύεται στο διεθνές Αγγλόφωνο επιστημονικό περιοδικό JOURNAL OF TOURISM AND HOSPITALITY MANAGEMENT, Τεύχος 8(1) , Ιούνιος 2020.
