Το κείμενο αποτελεί αναδημοσίευση από το blog http://sagini3.blogspot.gr/2013/07/blog-post_7.html?spref=fb
ΝΤΟΚΟΥΜΕΝΤΟ ...Το πραγματικό κόστος της αιολικής ενέργειας.
ΕΙΔΙΚΗ
ΜΕΛΕΤΗ των
Ολλανδών επιστημόνων
ΕΙΔΙΚΗ
ΜΕΛΕΤΗ των
Ολλανδών επιστημόνων
K. de Groot C. le Pair
ΤΟ
ΑΛΗΘΙΝΟ ΚΟΣΤΟΣ ΤΗΣ ΑΙΟΛΙΚΗΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Η
Αιολική παραγωγή ηλεκτρικής
ενέργειας απαιτεί
( προϋποθέτει ) , ικανότητα back-up
η ( ικανότητα εφεδρείας ) που
παρέχεται απο τους συμβατικούς σταθμούς
παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Αυτή
η ικανότητα είναι απαραίτητη για
την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στους
καταναλωτές όταν η παροχή αέρα πέφτει απότομα.
Πρέπει
να έχουν οι συμβατικοί σταθμοί
δυνατότητα αντιστάθμισης των
στοχαστικών διακυμάνσεων του άνέμου
, ( πάνω και κάτω ), που προκαλούν πρόσθετη
απώλεια απόδοσηςτων εν λόγω σταθμών.
Πόσο αποδοτικότητα χάνεται με
αυτόν τον
τρόπο και πόσα επιπλέον καύσιμα απαιτούνται γιααυτήν
την επιπλέον εξισορρόπηση της προσφοράς
και της ζήτησης είναι
άγνωστο.
Σε
αυτό το άρθρο θα προσπαθήσουμε να
κάνουμε μια εκπαιδευμένη θεώρηση .
Τα επιπλέον καύσιμα που
απαιτούνται για να καλύψουν , την
απώλεια της αποτελεσματικότητας
πρέπει να προστεθούν στα καύσιμα που
απαιτούνται για την κατασκευή και την
εγκατάσταση τωνανεμογεννητριών και τις προσθήκες
καλωδίων στο δίκτυο τροφοδοσίας.
Αν
και αυτές οι επιπλέον απαιτήσεις
μπορεί να είναι πολύ μικρές για να
τις παρατηρήσετε όταν
στην εγκατεστημένη ισχύ αιολικής
ενέργειας είναι ένα μικρό κλάσμα της συνολικής
χωρητικότητας,το θέμα αλλάζει
όταν το εγκατεστημένο αιολικό
δυναμικό γίνεται μεγάλο και
σημαντικό.
Στην Γερμανική πραγματικότητα(
2009) με 23 GW εγκατεστημένης
ισχύος αιολικής
ενέργειας,δείχνουμε αμφίβολα αποτελέσματα της
αιολικής ενέργειας σε
οποιαδήποτε εξοικονόμησηκαυσίμου και μείωση
των εκπομπών CO2.
Τελικά
, αυτό που μένει είναι
οι επιπλέον επενδύσεις σε αιολική
ενέργεια.
Η
αιολική ενέργεια παρέχεται δωρεάν, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι
η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με
τη χρήση αιολικής ενέργειας είναι επίσης δωρεάν.
Η
ενέργεια που απαιτείται γι
'αυτό συνήθως προέρχονται από
ορυκτά καύσιμα.
Το
πιο σημαντικό όμως είναι , ότι
κάποιος πρέπει να διατηρεί
μια συμβατική εφεδρική γεννήτριαμε
ικανότητα περίπου ίση με
την εγκατεστημένη ισχύ αιολικής
ενέργειας.
Ο
άνεμος έχει διακυμάνσεις . Οι διακυμάνσεις
αυτές δεν ταιριάζουν με
την ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας.
Επειδή
δεν υπάρχει ακόμη οικονομικά
βιώσιμη μέθοδος για την
αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας, οι
διακυμάνσεις των επιπέδων παραγωγής
αιολικής ηλεκτρικής ενέργειας , που
δεν ταιριάζουν με τα επίπεδα της
ζήτησης, πρέπει να πληρούνται από την
προσαρμογή της παραγωγής των
συμβατικών σταθμών παραγωγής
ηλεκτρικής ενέργειας.
Η πρόσφατη'' thesis'' βλ.συν
1 ο Ummels
, καταλήγει στο συμπέρασμα, με
βάση τις μελέτεςμοντέλων υπολογιστών ότι
οι εν λόγω ρυθμίσεις μπορούν να
γίνουν , χωρίς προβλήματα, ακόμη
και όταν ο άνεμος θα παράγει
ηλεκτρική ενέργεια που ισοδυναμεί
με το 33% της Ολλανδικήςζήτησης.
Άλλοι
είναι λιγότερο θετικοί.
Παραθέτουμε από το βλ.συν μελέτη
2; regelbaarheid van De elektriciteitscentrales; (Ηδυνατότητα
ρύθμισης των ηλεκτρικών σταθμών
παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας), η
οποίαδημοσιεύθηκε στα ολλανδικά τον
Απρίλιο του 2009:
Αύξηση του
ρυθμού αντίδρασης του
συγκροτήματος συμβατικού σταθμού μπορεί
να επιτευχθεί μόνο με τη
χρήση αναποτελεσματικών ανοικτού
κύκλου αεριοστροβίλων
ή από cannibalizingσχετικά με την
αξιοπιστία και τη διάρκεια ζωής των
μεγάλων και αποτελεσματικών σταθμών.
Αυτό
σημαίνει ότι η
ευελιξία μεταφράζεται σε αναποτελεσματικότητα και μεγαλύτερη
κατανάλωσηκαυσίμου και εκπομπές
CO2 από ό, τι μπορεί να αναμένει
κανείς με βάση την μέση απόδοση.
(σημείωση μας: δηλαδή
χωρίς τις πρόσθετες
απαιτήσεις της ρύθμισης για τις
διακυμάνσεις του ανέμου).
; Ο
έλεγχος των επιπέδων κόστους χρήματος :
κάθε αλλαγή λειτουργίας εξόδου
ενός σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής
ενέργειας δημιουργείεπιπλέον φθορά. Αυτή
η μείωση της ωφέλιμης ζωής είναι
μεγαλύτερη, καθώς μεγαλώνει ο
ρυθμόςμεταβολής των αυξήσεων εξόδου.
Επιπλέον,
οι διακυμάνσεις της παραγωγής εξόδου
, γίνονται η αιτία μείωσης της
ενεργειακής απόδοσης το οποίο
μεταφράζεται σε επιπλέον κόστος και
αύξηση των περιβαλλοντικών
επιπτώσεων.; (μετάφραση: η δική
μας).
Ενώ
η έκθεση αυτή προσδιορίζει το
πρόβλημα της μειωμένης απόδοσης, δεν μας
δείχνει το μέγεθος της μείωσης της
αποδοτικότητας, ούτε το ύψος
της απαιτούμενης επιπλέον χρήσης
ορυκτών καυσίμων.
Και
οι δύο μελέτες παρέχουν
μόνο υποθέσεις σχετικά με την
επίδραση της αυξημένης
ισχύοςανεμογεννήτριας, αλλά δεν μας δίνουν
δεδομένα αρχεία.
Η εγκατεστημένη
ισχύς αιολικής ενέργειας στην
Ολλανδία εξακολουθεί να απέχει
πολύ από τηνGW 6 (γιγαβάτ), στόχος
που τέθηκε από την ολλανδική κυβέρνηση.
Τα προβλήματα
ελέγχου κατά πάσα πιθανότητα
θα γίνει εμφανή μόνο όταν η εγκατεστημένη
ισχύς των ανεμογεννητριών θα
αποτελέσουν ένα σημαντικό μέρος
της συνολικής ικανότηταςπαραγωγής.
Ως
εκ τούτου έχουμε κάνει τις
εκτιμήσεις μας για το μέγεθος αυτής
της επίδρασης, με βάσηστοιχεία της
Γερμανίας, όπου πλέον περίπου 23 GW είναι
εγκατεστημένα, και όπου εκτεταμένεςσχετικές βάσεις
δεδομένων έχουν δημοσιευθεί.
Με την
υποστήριξη της κυβερνητικής
πολιτικής , για υποστήριξη της
ανανεώσιμης ενέργειας, ηχώρα έχει
επιλέξει μεγάλης κλίμακας εφαρμογή της
αιολικής ενέργειας.
Τα επιτεύγματα στο
θέμα αυτό αναφέρθηκε τακτικά βλ. συν
3.
Οι ανεμογεννήτριες απλώνονται πάνω
από όλη τη Γερμανία, από τη
Βαυαρία στο Νότο μέχρι τα
υπεράκτια αιολικά στον Γερμανικό
κόλπο του Βορρά.
Από
την αρχή αυτού του αιώνα, η
ποσότητα της εγκατεστημένης
ισχύος έχει σχεδόν τετραπλασιαστεί, από
τις 6 GW το 2000 σε 23 GW το
2008.
Τελευταία ανέρχεται
στο ισόποσο των περίπου 20 συμβατικών
σταθμών ηλεκτροπαραγωγής.
Οι
Γερμανοί έχουν δημοσιεύσει τόσο την
εγκατεστημένη ισχύ, όσο και την
πραγματική ετήσια απόδοση ηλεκτρικής
ενέργειας, όπως φαίνεται στον πίνακα
1.
Όλα
τα δεδομένα προέρχονται από την
έκθεση 2008 Αιολική ενέργεια βλ.
συν3;
Table 1.
Year
Power
[ MW ]
Yield
[ TWh ]
Wind turbine duty factor4
2000
6050
8,8
17%
2001
8680
10,9
14%
2002
11850
17
16%
2003
14500
19,2
15%
2004
16480
26,8
19%
2005
18290
27,1
17%
2006
20470
31,2
17%
2007
22090
40
21%
Πίνακας
1. Η εγκατεστημένη ισχύς αιολικής
ενέργειας στη Γερμανία και η
πραγματική ετήσια
τουρμπίνα ισχύος factor4 (=
λόγος αποτελεσματική δύναμη / εγκατεστημένη
ισχύ).
Κατά
τη διάρκεια των ετών, η πραγματική
απόδοση των ανεμογεννητριών ήταν
κατά μέσο όρο17% ή 17,5% (σταθμισμένος μέσος
όρος).
Κατά
την εξέταση αυτών των στοιχείων πρέπει
να έχετε κατά νου ότι η πράσινη
νομοθεσία για την αιολική ενέργεια
της δίνει απόλυτη προτεραιότητα έναντι όλης
της συμβατικά παραγόμενης
ηλεκτρικής ενέργειας.
Όταν η παραγωγή
αιολικής ηλεκτρικής ενέργειας είναι διαθέσιμη, θα
πρέπει να χρησιμοποιηθεί.
Η
έξοδος ( από το δίκτυο
) των άλλων συμβατικών σταθμών
παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειαςπρέπει
να μειωθεί ισόποσα .
Τα
δεδομένα στον πίνακα 1 καλύπτουν τουρμπίνες ανέμου σε
όλη τη χώρα, έτσι ώστε ηεπίδραση της
μεταβλητότητας του ανέμου όλη
τη χώρα, να λαμβάνεται υπόψη.
Πρώτον, παρατηρούμε ότι η
συνεισφορά αυτής της μεγάλης
αναγραφόμενης ονομαστικής ισχύος
, είναι μάλλον μέτρια.
Δεύτερον, η
επίδραση της διασποράς των στροβίλων πάνω
από μια μεγάλη γεωγραφική
περιοχήδεν λύνει το πρόβλημα.
Αυτό
βέβαια , δεν αφορά μόνο τη
Γερμανία, όπως έχει παρατηρηθεί σε
έκθεση της βρετανικής Βουλής
των Lords βλ.συν5.
Αφορά κάθε αιολική μονάδα για ηλεκτρική
ενέργεια, και αυτό
σημαίνει μια εξοικονόμηση για τη
χρήση ορυκτών καυσίμων και τη
μείωση των εκπομπών CO2, θα υποθέσει κάποιος.
Τέλος
πάντων, αυτός ήταν και είναι
ο αρχικός λόγος για να
επενδύσουμε σε ανεμογεννήτριες.
Άνεμος και
ηλεκτρική ενέργεια
Στην
εισαγωγή αναφέραμε το ζήτημα της
μεταβλητότητας της παροχής αέρα και την
έλλειψη μιας αποδεκτής μεθόδου για
την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας για
να ρυθμίζει και να αντιμετωπίζειαυτές
τις διαφοροποιήσεις.
.
ισχύος . Η
ένταση άνεμου κυμαίνεται
από 0,2% έως 38% της συνολικής ενέργειας που
παρέχεται στο δίκτυο.
Η Ε.ΟΝ δείχνει στην
εικόνα τη σημαντική πρόκληση για
τους μηχανικούς ,οι
οποίοι είχαν νααντιμετωπίσουν πάνω
στο χρονικό διάστημα ενός
έτους, ως κλάσμα; άνεμος / ηλεκτρική
ενέργεια που παραδιδόταν και κυμαινόταν
από 0,2% του
συνόλου μέχρι και 38%.
Για
το έτος που αναφέρεται στο σχέδιο,
η E.ON είχε να
διαχειριστεί τόση δυναμικότητα αιολικής
ενέργειας όση ήταν οι στόχοι
των Ολλανδικής κυβέρνησης για το
μέλλον.
Η έντονη διακύμανση
στην απόδοση με την πάροδο του
χρόνου είναι εν μέρει το
αποτέλεσμα τωνδυσμενών φυσικών δεδομένων της
αιολικής ενέργειας .
Η ενεργειακή
απόδοση ποικίλλει ανάλογα
με την δύναμη της ταχύτητας
του ανέμου στον κύβο ( χ3 ) .
Στην
πράξη: όταν ο άνεμος φυσάει στη
μισή ταχύτητα σχεδιασμού του
στροβίλου αιολικής ενέργειας, η
απόδοση της ηλεκτρικής ενέργειας είναι μόνο
το ένα όγδοο (1/8) της
εξόδου του σχεδιασμού, δηλαδή
περίπου το 12% της
χωρητικότητας σχεδιασμού.
Επιπλέον, υπάρχουν
μέρες που δεν υπάρχει
άνεμος σε σχεδόν ολόκληρη
τη γεωγραφικήπεριοχή.
Σε
αμφότερες τις περιπτώσεις, μια πολύ
σημαντική ποσότητα ενέργειας πρέπει
να προέρχεται απότις συμβατικές πηγές.
Η
επίδραση της προτεραιότητας που
δίδεται στην παραγόμενη ανανεώσιμη
αιολική ηλεκτρική ενέργεια στη
Γερμανία, έχει τις ακόλουθες προφανείς
συνέπειες:
Όταν οι ανεμογεννήτριες λειτουργούν
σύμφωνα με την ικανότητα σχεδιασμού
τους, (υποτίθεται ) οτι παράγουν μέχρι
και 23 GW (
σύνολο εγκατεστημένης αιολικής
ονομαστικής ισχύος) .
Όταν όμως φυσάει
λίγος ή καθόλου άνεμος, τα 23 GW
ανανεώσιμης αιολικής ηλεκτρικής
ενέργειας θα πρέπει πλήρως η σε
μεγάλο βαθμό να παρέχονται από συμβατικές πηγές.
Για
την Γερμανική πράξη, αυτό
σημαίνει ότι σήμερα και
μέχρι 23 GW θα πρέπει
να είναιδιαθέσιμα σε κατάσταση stand-by.
Ο Καθ. Alt από το Technische Hochschule Fach Aachen βλ.συν
6, 7 κατέληξε
στο συμπέρασμα ότι αυτή είναι πράγματι η
πρακτική, ακόμη και όταν η
Γερμανική έκθεση Αιολικής
Ενέργειας, έκθεση3 , αναφέρει ότι αυτή
η κατάσταση αναμονής ισχύος
( stand-by
) είναι
μόνο 90%.
Είναι λοιπόν προφανές
ότι υπάρχει μια επιπλέον οικονομική επιβάρυνση του
κεφαλαίου που έχει επενδυθεί για
...
- Η
διατήρηση αυτής της εφεδρικής
ισχύος, και
- Κάνοντας τις
πρόσθετες επενδύσεις στο δίκτυο
υψηλής τάσης και
- Για
να αντιμετωπιστούν οι διακυμάνσεις του
ανέμου.
Ωστόσο, δεν
θα συζητήσουμε αυτές τις οικονομικές
πτυχές εδώ.
Υπολογίζοντας την
αρνητική επίδραση του ανέμου που
προκαλεί την ανεπάρκεια των
συμβατικώνσταθμών παραγωγής ηλεκτρικής
ενέργειας.
Θέλουμε να επικεντρωθούμε
στην επίδραση που προκαλείται επιπλέον
απο τηνμεταβλητότητα του αέρα , όσον
αφορά την αποτελεσματικότητα και ως
εκ τούτου τη χρήσηενέργειας από συμβατικές
μονάδες ηλεκτροπαραγωγής.
Μέχρι
στιγμής, δεν έχουμε καταφέρει να
βρούμε στοιχεία σχετικά με αυτή
την πρόσθετη χρήσηκαυσίμων.
Ίσως
τα εν λόγω δεδομένα που
συγκεντρώθηκαν, δεν έχουν δημοσιευθεί.
Οι συμβατικοί
σταθμοί παραγωγής ενέργειας, εν τω
μεταξύ, κάνουν αυτό που τους
έχει ζητηθείκαι παρέχουν
την ασφάλεια του εφοδιασμού όταν
ο άνεμος δεν μπορεί να την προσφέρει.
Λόγω
της έλλειψης στοιχείων για το
σκοπό αυτό, κάνουμε κάποιες
παραδοχές- εκτιμήσεις σχετικά με
την επίδραση της μεταβλητότητας
της αιολικής ενέργειας στην
αποδοτικότητα των εφεδρικών
σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας
(back-up )
και στα καύσιμα .
Ελπίζουμε να συνδεθούν με
τους εμπειρογνώμονες που
έχουν τα πραγματικά δεδομένα ή πουμπορεί
να βελτιώσουν σημαντικά τις
εκτιμήσεις μας.
Πρέπει
να κάνουμε τις εξής
παραδοχές - εκτιμήσεις μας:
1.
Η εγκατεστημένη ισχύς αιολικής
ενέργειας λειτουργεί αρκετές φορές
το χρόνο, όπως ακριβώς σχεδιάστηκε
. Επομένως, οι εφεδρικές μονάδες back-up πρέπει
να παρέχουν αυτή την ικανότητα,
όταν δεν υπάρχει άνεμος.
Η
υπόθεση αυτή υποστηρίζεται από την
παρατήρηση του καθηγητή Alt, που μετά
την εγκατάσταση των ανεμογεννητριών στη
Γερμανία (και τη Δανία) ούτε
ένας συμβατικός σταθμός παραγωγής
ενέργειας δεν έχει τεθεί εκτός
λειτουργίας.
Όπως αναφέρθηκε
στο προηγούμενο κεφάλαιο, ο
ίδιος πιστεύει, επίσης, ότι η
πλήρης 100%εφεδρική
ισχύς είναι απαραίτητη.
2.
Μόνο ένα κλάσμα των back-up σταθμών
είναι ανοικτού κύκλου αεροστρόβιλοι . Μεπροσεκτικό
σχεδιασμό, μέρος των στοχαστικών διακυμάνσεων παροχής αέρα μπορεί
να εξισορροπηθεί από μεγάλης
κλίμακας αποτελεσματικές συμβατικές
μονάδες.
Μόνο οι πιο ξαφνικές και απρόσμενες ανισορροπίες που
λαμβάνονται θα ενεργοποιούν
τουςαεροστρόβιλους ή θα τους
απενεργοποιούν.
(Υπενθυμίζουμε ότι
η επιπλέον προσπάθεια εξισορρόπησης ακόμα
και όταν προγραμματίζεται,σημαίνει πάντα
επιπλέον φθορά και
κατανάλωση καυσίμων για τους
μεγάλους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής
ενέργειας).
3. Η ηλεκτρική
αποδοτικότητα ενός σύγχρονου συμβατικού
σταθμού ισχύος ρυθμίζεται σε55%,
και σε έναν ανοικτού
κύκλου στρόβιλο , στο 30%.
4. Γνωρίζουμε
ότι 1 kWh ηλεκτρικής
ενέργειας απαιτεί 270
γραμμάρια σκληρού κάρβουνου (coal
βλ.συν 3), έτσι
με 1 kWh αιολικής ενέργειας
εξοικονομείται 270 gr
σκληρού κάρβουνου,
Θεωρούμε τώρα π.χ., την παραγωγή των 100 kWh ηλεκτρικής
ενέργειας για την οποία οι
ανεμογεννήτριες έχουν κατασκευαστεί.
Μετά
από ένα χρόνο αποδεικνύεται ότι
κατά μέσο όρο 17,5 kWh έχουν
παρασχεθεί από τον άνεμο,και το
υπόλοιπο 82,5 kWh από συμβατικούς
σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής,
που ουσιαστικάχρησίμευσαν ως back-up.
Αν
υποθέσουμε ότι οι
συμβατικές μονάδες λειτούργησαν υπό
τις καλύτερες δυνατές συνθήκες, απαιτήθηκαν
82,5 x 270 = 22 275 gr άνθρακα,
και 17,5 x
270 = 4 725 gr του άνθρακα υποκαταστάθηκαν
απο την αιολική παραγωγή για
τα100kWh.
Ωστόσο,
η αιολική παραγωγή που
δημιουργήθηκε έχει προτεραιότητα και ανάγκασε
τουςσυμβατικούς σταθμούς να λειτουργήσουν πάνω
και κάτω.
Στην ακραία
περίπτωση της χρήσης ταχείας αντίδρασης
με ανοικτού κύκλου gas-turbines μόνο
για να επιτευχθεί αυτό, η
απόδοση πέφτει από 55% σε 30%.
Ο Πίνακας 2
δείχνει
τον τρόπο που η μείωση της
αποδοτικότητας επηρεάζει
την εξοικονόμηση των συμβατικών
καυσίμων.
Σε συνολικό
ποσοστό απόδοσης
για το σύστημα back-up από 45% και
κάτω, η
εξοικονόμησηκαυσίμων γίνεται ήδη αρνητική και υπάρχει επιπλέον ζήτηση ορυκτών καυσίμων.
Η
αιολική παραγωγή ηλεκτρικής
ενέργειας στην περίπτωση
αυτή παράγει επιπλέον CO2, και
αυτό αποτελεί
έναν αληθινό μετρητή του
αποτελέσματος. !!!!!!!
Εάν
αυτό το επίπεδο της αναποτελεσματικότητας είναι
αληθινό, στο αποτέλεσμα της χρήσηςτης
αιολικής ενέργειας, ένα κυνικός άνθρωπος, θα
μπορούσε να παρατηρήσει ότι
ο Πούτιν και οΟΠΕΚ μπορεί
να θέλουν να προωθήσουν την αιολική
ενέργεια σε χώρες όπως πχ η Γερμανία,
προκειμένου να αυξήσουν την
εξάρτησή της από τα ορυκτά καύσιμα.
Παρακαλείστε
να σημειώσετε ότι η μειωμένη απόδοση ισχύει
μόνο για τους back-up σταθμούς
παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Table 2.
Efficiency conv.station
Consumption [ g coal ]
Extra consumption
Ultimate saving [ g coal ]
Visible efficiency
55%
22275
0
4725
55%
53%
23116
841
3884
54%
51%
24022
1747
2978
53%
49%
25003
2728
1997
52%
47%
26066
3791
934
51%
45%
27225
4950
-225
50%
43%
28491
6216
-1491
49%
41%
29881
7606
-2881
48%
39%
31413
9138
-4413
48%
37%
33111
10836
-6111
47%
35%
35004
12729
-8004
46%
33%
37125
14850
-10125
45%
31%
39520
17245
-12520
44%
29%
42246
19971
-15246
43%
27%
45375
23100
-18375
42%
25%
49005
26730
-22005
41%
που
οφείλονται στη διακύμανση ανέμου
(στήλη 1) και η συνολική μείωση σε
αποδοτικότητα όλων
των
συμβατικών σταθμών παραγωγής
ηλεκτρικής ενέργειας στο σύνολό
τους (στήλη 5). (100 kWh).
Στη
Γερμανία περίπου το 9% της συνολικής
ηλεκτρικής ενέργειας που
καταναλώνεται παρέχεταιαπό τον
άνεμο.
Αν οι
στρόβιλοι λειτουργούσαν ανάλογα με
την ονομαστική ισχύ που σχεδιάστηκαν
, θα απέδιδαν (100/17, 5) x
9% = 51,4% της ζήτησης
ηλεκτρικής ενέργειας.
Συνεπώς, μόνο 48,6% της
ηλεκτρικής ενέργειας θα μπορούσε
να παραχθεί με συμβατικό τρόπο υπό
τις καλύτερες δυνατές συνθήκες, με την
Μεγίστη απόδοση 55%.
Το
υπόλοιπο της παραγόμενης ηλεκτρικής
ενέργειας, όντας 100-9-48,6% = 42,4% θα πρέπει
ναπαράγεται σε ένα μη-βέλτιστο τρόπο.
Έτσι, σε χαμηλότερες αποτελεσματικότητες, σύμφωνα
με τη λίστα του πίνακα 2,
η συνολική,ορατή αποτελεσματικότητα όλων
των συμβατικών σταθμών μαζί είναι
{X 42,4 (μειωμένη
αποτελεσματικότητα) + 48,6 x 55%} /
91
Αυτό
το αποτέλεσμα φαίνεται στην
τελευταία στήλη του πίνακα 2.
Μια
μείωση της συνολικής απόδοσης απο 55
στο 50% δεν φαίνεται δραματική.
Αλλά αυτό δεν
σημαίνει ότι συνολικά,
η ανεμογεννήτρια και η βοηθητική επένδυση είναι άχρηστη,
με την έννοια ότι δεν υπάρχει μείωση
των εκπομπών ρύπων , ή
εξοικονόμηση των
ορυκτώνκαυσίμων.
Όμως
το γεγονός, ότι η επένδυση-δαπάνη στον
αιολικό εξοπλισμό είχε ως αποτέλεσμα,
και ένα σημαντικό
ποσό επιπλέον ενέργειας από
ορυκτά που ποτέ δεν θα ανακτηθεί, επιδεινώνει
την κατάσταση.
Κάποιος
μπορεί θέσει το ερώτημα εάν η
μείωση της απόδοσης των
συμβατικών εργοστασίων παραγωγής με τη
συμμετοχή ανεμογεννητριών είναι
άξια λόγου , διότι η μείωση
αυτή διαχέεται με ένα
τυχαίο τρόπο σε πολλούς
παρόχους ενέργειας και τους
διαφορετικούς τύπους των σταθμών
παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Θα θέλαμε
να τονίσουμε και πάλι ότι
η εκτίμηση μας αφορά, μόνο τη
φάση λειτουργίας των ανεμογεννητριών.
Η
έξτρα ενέργεια και το κόστος
εργασίας που προκύπτουν από την
ανάγκη να έχουν τα αιολικά , 90
με 100% back-up ,
η ενέργεια και
τα έξοδα που απαιτούνται για την
μεταφορά τηςηλεκτρικής ενέργειας από
τα αιολικά στο δίκτυο
υψηλής τάσης δεν έχουν εξεταστεί.
Το
ζήτημα back-up ,
είναι πρώτης προτεραιότητας στην
Ολλανδία για όσο χρονικό
διάστημα τοποσό της εγκατεστημένης
αιολικής ενέργειας στη χώρα είναι μέτριο.
Σίγουρα όμως δεν
έχει ακόμη αξιολογηθεί από την
Ολλανδική κυβέρνηση και το περιβαλλοντικό
κίνημα.
Έχουμε υπόψη τις
οικονομικές πτυχές των ανεμογεννητριών για παραγωγή
ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο,
όσο αποδεικνύεται ότι η μεγάλης
κλίμακας χρήση των ανεμογεννητριώνπροσθέτει μόνο τη
χρήση ορυκτών καυσίμων και εκπομπών CO2, κάθε ευρώ
που δαπανάται πάει χαμένο.
Εάν,
ωστόσο, η εφεδρική απόδοση είναι
τέτοια ώστε με κάποια καύσιμα
οι εκπομπές CO2αποφεύγονται,
τότε απαιτείται μια σκληρή οικονομική
αξιολόγηση .
Εμείς
αναφερόμαστε σε μια πολύ πρόσφατη
μελέτη για τον οικονομικό αντίκτυπο από την
προώθηση των ανανεώσιμων πηγών. βλ.συν
8 .
Η
μελέτη καταλήγει στο συμπέρασμα ότι,
από οικονομική άποψη, η χρήση της
αιολικής και ηλιακής παραγωγής
ενέργειας είναι μια τεράστια σπατάλη
πόρων.
1. Είναι αναγκαίο
να καθοριστεί με βάση τα
δεδομένα, παρά τις προβλέψεις των
μοντέλων, τοεπίπεδο της επιπλέον χρήσης καυσίμων που
προκαλείται από την μειωμένη αποδοτικότητατων
συμβατικών εργοστάσιων ορυκτών καυσίμων
( back-up ) απο την αιολική
ενέργεια, πριν οι χώρες μετατρέψουν
τα μεγάλα επενδυτικά
σχέδια αιολικής ενέργειας σε πραγματικότητα.
2. Η
αιολική ενέργεια κοστίζει περισσότερο από
ό, τι εύκολα παράγει, όχι μόνο σε
χρήμα, αλλά και σε μη-ανανεώσιμη
χρήση ενέργειας (ορυκτά καύσιμα
).
Έτσι εύκολα αυξάνει αντί
να μειώσει τις εκπομπές CO2.
3.
Οι εταιρείες ηλεκτρικής
ενέργειας πρέπει να δημοσιοποιήσουν
επειγόντως τα πραγματικά
δεδομένα για τα επιπλέον καύσιμα που
απαιτούνται για
να δημιουργία back-up για την αιολική
ενέργεια.
1.
B.C. Ummels: Ισχύς Λειτουργίας
Συστήματος με μεγάλης κλίμακας αιολικής
ενέργειας, Diss?.TU Delft, februari 2009.
2.
G. Dijkema, Ζ. Lukszo, Α. Verkooijen, L.
de Vries & Μ. Weijnen: De regelbaarheid vanelektriciteitscentrales. Een QuickScan σε opdracht van het Ministerie
van Economische Zaken, TU Delft, 20 Απριλίου 2009.
4.
Χρησιμοποιούμε συντελεστή
απόδοσης αντι
για αποδοτικότητα των ανεμογεννητριών, γιατίεπικεντρωνόμαστε σε
αυτή την έρευνα , σχετικά με την
αποτελεσματικότητα της λειτουργίας
πανω-κάτω , των εργοστασίων back-up της συμβατικής
ηλεκτροπαραγωγής.
5.
Brits Hogerhuis, Επιλογή
Επιτροπής Οικονομικών Υποθέσεων, έκθεση... Τα
Οικονομικάτων Ανανεώσιμων Πηγών
Ενέργειας, 2007-08:?? ...... Στην
ευρύτερη περιοχή της διασύνδεσης, τοπιο
πιθανό είναι ότι οι διακυμάνσεις των
ανέμων θα ακυρώσουν, αν και ο
καιρός μπορεί μερικές φορές να
είναι παρόμοιος ακόμη και πάνω
από μια ευρύτερη
περιοχή. Για παράδειγμα, λάβαμεκάποιες
ενδείξεις ότι οι χαμηλές ταχύτητες
ανέμου στο Ηνωμένο Βασίλειο θα
μπορούσαν νασυμπέσουν με παρόμοιες
συνθήκες στη Γερμανία, την
Ιρλανδία ακόμη και τόσο μακριά
όσο ηΙσπανία.
6.
Η. Alt: Hardhoehengespraeche Siegsburg 30
Σεπτέμβρη του 2009
7.
Μέρος της
παραγόμενης αιολικής ηλεκτρικής
ενέργειας , πλεονάζει της
ζήτησης. Οκαθηγητής Alt περιγράφει τι
συμβαίνει στη Γερμανία. Το
πλεόνασμα αιολικής
ενέργειας εξάγεται δωρεάν και επιβάλλονται
υψηλά πρόστιμα.
Ο
λογαριασμός πηγαίνει στους φορολογούμενους
πολίτες.
8.
Μ. Frondel, Ν. Ritter & C. Vance: Οικονομικές
επιπτώσεις από την προώθηση των
ανανεώσιμων πηγών ενέργειας:
Η
γερμανική εμπειρία? Rheinisch-Westfälisches Inst. f. Wissenschaftsforschung, Οκτώβριος
2009.
9.
Η φράση ορυκτά καύσιμα ,εδώ,αναφέρεται
στο φυσικό αέριο.
ΤΟ
ΑΛΗΘΙΝΟ ΚΟΣΤΟΣ ΤΗΣ ΑΙΟΛΙΚΗΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Η
Αιολική παραγωγή ηλεκτρικής
ενέργειας απαιτεί
( προϋποθέτει ) , ικανότητα back-up
η ( ικανότητα εφεδρείας ) που
παρέχεται απο τους συμβατικούς σταθμούς
παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Αυτή
η ικανότητα είναι απαραίτητη για
την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στους
καταναλωτές όταν η παροχή αέρα πέφτει απότομα.
Πρέπει
να έχουν οι συμβατικοί σταθμοί
δυνατότητα αντιστάθμισης των
στοχαστικών διακυμάνσεων του άνέμου
, ( πάνω και κάτω ), που προκαλούν πρόσθετη
απώλεια απόδοσηςτων εν λόγω σταθμών.
Πόσο αποδοτικότητα χάνεται με
αυτόν τον
τρόπο και πόσα επιπλέον καύσιμα απαιτούνται γιααυτήν
την επιπλέον εξισορρόπηση της προσφοράς
και της ζήτησης είναι
άγνωστο.
Σε
αυτό το άρθρο θα προσπαθήσουμε να
κάνουμε μια εκπαιδευμένη θεώρηση .
Τα επιπλέον καύσιμα που
απαιτούνται για να καλύψουν , την
απώλεια της αποτελεσματικότητας
πρέπει να προστεθούν στα καύσιμα που
απαιτούνται για την κατασκευή και την
εγκατάσταση τωνανεμογεννητριών και τις προσθήκες
καλωδίων στο δίκτυο τροφοδοσίας.
Αν
και αυτές οι επιπλέον απαιτήσεις
μπορεί να είναι πολύ μικρές για να
τις παρατηρήσετε όταν
στην εγκατεστημένη ισχύ αιολικής
ενέργειας είναι ένα μικρό κλάσμα της συνολικής
χωρητικότητας,το θέμα αλλάζει
όταν το εγκατεστημένο αιολικό
δυναμικό γίνεται μεγάλο και
σημαντικό.
Στην Γερμανική πραγματικότητα(
2009) με 23 GW εγκατεστημένης
ισχύος αιολικής
ενέργειας,δείχνουμε αμφίβολα αποτελέσματα της
αιολικής ενέργειας σε
οποιαδήποτε εξοικονόμησηκαυσίμου και μείωση
των εκπομπών CO2.
Τελικά
, αυτό που μένει είναι
οι επιπλέον επενδύσεις σε αιολική
ενέργεια.
Η
αιολική ενέργεια παρέχεται δωρεάν, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι
η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με
τη χρήση αιολικής ενέργειας είναι επίσης δωρεάν.
Η
ενέργεια που απαιτείται γι
'αυτό συνήθως προέρχονται από
ορυκτά καύσιμα.
Το
πιο σημαντικό όμως είναι , ότι
κάποιος πρέπει να διατηρεί
μια συμβατική εφεδρική γεννήτριαμε
ικανότητα περίπου ίση με
την εγκατεστημένη ισχύ αιολικής
ενέργειας.
Ο
άνεμος έχει διακυμάνσεις . Οι διακυμάνσεις
αυτές δεν ταιριάζουν με
την ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας.
Επειδή
δεν υπάρχει ακόμη οικονομικά
βιώσιμη μέθοδος για την
αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας, οι
διακυμάνσεις των επιπέδων παραγωγής
αιολικής ηλεκτρικής ενέργειας , που
δεν ταιριάζουν με τα επίπεδα της
ζήτησης, πρέπει να πληρούνται από την
προσαρμογή της παραγωγής των
συμβατικών σταθμών παραγωγής
ηλεκτρικής ενέργειας.
Η πρόσφατη'' thesis'' βλ.συν
1 ο Ummels
, καταλήγει στο συμπέρασμα, με
βάση τις μελέτεςμοντέλων υπολογιστών ότι
οι εν λόγω ρυθμίσεις μπορούν να
γίνουν , χωρίς προβλήματα, ακόμη
και όταν ο άνεμος θα παράγει
ηλεκτρική ενέργεια που ισοδυναμεί
με το 33% της Ολλανδικήςζήτησης.
Άλλοι
είναι λιγότερο θετικοί.
Παραθέτουμε από το βλ.συν μελέτη
2; regelbaarheid van De elektriciteitscentrales; (Ηδυνατότητα
ρύθμισης των ηλεκτρικών σταθμών
παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας), η
οποίαδημοσιεύθηκε στα ολλανδικά τον
Απρίλιο του 2009:
Αύξηση του
ρυθμού αντίδρασης του
συγκροτήματος συμβατικού σταθμού μπορεί
να επιτευχθεί μόνο με τη
χρήση αναποτελεσματικών ανοικτού
κύκλου αεριοστροβίλων
ή από cannibalizingσχετικά με την
αξιοπιστία και τη διάρκεια ζωής των
μεγάλων και αποτελεσματικών σταθμών.
Αυτό
σημαίνει ότι η
ευελιξία μεταφράζεται σε αναποτελεσματικότητα και μεγαλύτερη
κατανάλωσηκαυσίμου και εκπομπές
CO2 από ό, τι μπορεί να αναμένει
κανείς με βάση την μέση απόδοση.
(σημείωση μας: δηλαδή
χωρίς τις πρόσθετες
απαιτήσεις της ρύθμισης για τις
διακυμάνσεις του ανέμου).
; Ο
έλεγχος των επιπέδων κόστους χρήματος :
κάθε αλλαγή λειτουργίας εξόδου
ενός σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής
ενέργειας δημιουργείεπιπλέον φθορά. Αυτή
η μείωση της ωφέλιμης ζωής είναι
μεγαλύτερη, καθώς μεγαλώνει ο
ρυθμόςμεταβολής των αυξήσεων εξόδου.
Επιπλέον,
οι διακυμάνσεις της παραγωγής εξόδου
, γίνονται η αιτία μείωσης της
ενεργειακής απόδοσης το οποίο
μεταφράζεται σε επιπλέον κόστος και
αύξηση των περιβαλλοντικών
επιπτώσεων.; (μετάφραση: η δική
μας).
Ενώ
η έκθεση αυτή προσδιορίζει το
πρόβλημα της μειωμένης απόδοσης, δεν μας
δείχνει το μέγεθος της μείωσης της
αποδοτικότητας, ούτε το ύψος
της απαιτούμενης επιπλέον χρήσης
ορυκτών καυσίμων.
Και
οι δύο μελέτες παρέχουν
μόνο υποθέσεις σχετικά με την
επίδραση της αυξημένης
ισχύοςανεμογεννήτριας, αλλά δεν μας δίνουν
δεδομένα αρχεία.
Η εγκατεστημένη
ισχύς αιολικής ενέργειας στην
Ολλανδία εξακολουθεί να απέχει
πολύ από τηνGW 6 (γιγαβάτ), στόχος
που τέθηκε από την ολλανδική κυβέρνηση.
Τα προβλήματα
ελέγχου κατά πάσα πιθανότητα
θα γίνει εμφανή μόνο όταν η εγκατεστημένη
ισχύς των ανεμογεννητριών θα
αποτελέσουν ένα σημαντικό μέρος
της συνολικής ικανότηταςπαραγωγής.
Ως
εκ τούτου έχουμε κάνει τις
εκτιμήσεις μας για το μέγεθος αυτής
της επίδρασης, με βάσηστοιχεία της
Γερμανίας, όπου πλέον περίπου 23 GW είναι
εγκατεστημένα, και όπου εκτεταμένεςσχετικές βάσεις
δεδομένων έχουν δημοσιευθεί.
Με την
υποστήριξη της κυβερνητικής
πολιτικής , για υποστήριξη της
ανανεώσιμης ενέργειας, ηχώρα έχει
επιλέξει μεγάλης κλίμακας εφαρμογή της
αιολικής ενέργειας.
Τα επιτεύγματα στο
θέμα αυτό αναφέρθηκε τακτικά βλ. συν
3.
Οι ανεμογεννήτριες απλώνονται πάνω
από όλη τη Γερμανία, από τη
Βαυαρία στο Νότο μέχρι τα
υπεράκτια αιολικά στον Γερμανικό
κόλπο του Βορρά.
Από
την αρχή αυτού του αιώνα, η
ποσότητα της εγκατεστημένης
ισχύος έχει σχεδόν τετραπλασιαστεί, από
τις 6 GW το 2000 σε 23 GW το
2008.
Τελευταία ανέρχεται
στο ισόποσο των περίπου 20 συμβατικών
σταθμών ηλεκτροπαραγωγής.
Οι
Γερμανοί έχουν δημοσιεύσει τόσο την
εγκατεστημένη ισχύ, όσο και την
πραγματική ετήσια απόδοση ηλεκτρικής
ενέργειας, όπως φαίνεται στον πίνακα
1.
Όλα
τα δεδομένα προέρχονται από την
έκθεση 2008 Αιολική ενέργεια βλ.
συν3;
Table 1.
| Year | Power [ MW ] |
Yield [ TWh ] |
Wind turbine duty factor4 |
|---|---|---|---|
2000
|
6050
|
8,8
|
17%
|
2001
|
8680
|
10,9
|
14%
|
2002
|
11850
|
17
|
16%
|
2003
|
14500
|
19,2
|
15%
|
2004
|
16480
|
26,8
|
19%
|
2005
|
18290
|
27,1
|
17%
|
2006
|
20470
|
31,2
|
17%
|
2007
|
22090
|
40
|
21%
|
Πίνακας
1. Η εγκατεστημένη ισχύς αιολικής
ενέργειας στη Γερμανία και η
πραγματική ετήσια
τουρμπίνα ισχύος factor4 (=
λόγος αποτελεσματική δύναμη / εγκατεστημένη
ισχύ).
Κατά
τη διάρκεια των ετών, η πραγματική
απόδοση των ανεμογεννητριών ήταν
κατά μέσο όρο17% ή 17,5% (σταθμισμένος μέσος
όρος).
Κατά
την εξέταση αυτών των στοιχείων πρέπει
να έχετε κατά νου ότι η πράσινη
νομοθεσία για την αιολική ενέργεια
της δίνει απόλυτη προτεραιότητα έναντι όλης
της συμβατικά παραγόμενης
ηλεκτρικής ενέργειας.
Όταν η παραγωγή
αιολικής ηλεκτρικής ενέργειας είναι διαθέσιμη, θα
πρέπει να χρησιμοποιηθεί.
Η
έξοδος ( από το δίκτυο
) των άλλων συμβατικών σταθμών
παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειαςπρέπει
να μειωθεί ισόποσα .
Τα
δεδομένα στον πίνακα 1 καλύπτουν τουρμπίνες ανέμου σε
όλη τη χώρα, έτσι ώστε ηεπίδραση της
μεταβλητότητας του ανέμου όλη
τη χώρα, να λαμβάνεται υπόψη.
Πρώτον, παρατηρούμε ότι η
συνεισφορά αυτής της μεγάλης
αναγραφόμενης ονομαστικής ισχύος
, είναι μάλλον μέτρια.
Δεύτερον, η
επίδραση της διασποράς των στροβίλων πάνω
από μια μεγάλη γεωγραφική
περιοχήδεν λύνει το πρόβλημα.
Αυτό
βέβαια , δεν αφορά μόνο τη
Γερμανία, όπως έχει παρατηρηθεί σε
έκθεση της βρετανικής Βουλής
των Lords βλ.συν5.
Αφορά κάθε αιολική μονάδα για ηλεκτρική
ενέργεια, και αυτό
σημαίνει μια εξοικονόμηση για τη
χρήση ορυκτών καυσίμων και τη
μείωση των εκπομπών CO2, θα υποθέσει κάποιος.
Τέλος
πάντων, αυτός ήταν και είναι
ο αρχικός λόγος για να
επενδύσουμε σε ανεμογεννήτριες.
Άνεμος και
ηλεκτρική ενέργεια
Στην
εισαγωγή αναφέραμε το ζήτημα της
μεταβλητότητας της παροχής αέρα και την
έλλειψη μιας αποδεκτής μεθόδου για
την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας για
να ρυθμίζει και να αντιμετωπίζειαυτές
τις διαφοροποιήσεις.
.
ισχύος . Η
ένταση άνεμου κυμαίνεται
από 0,2% έως 38% της συνολικής ενέργειας που
παρέχεται στο δίκτυο.
Η Ε.ΟΝ δείχνει στην
εικόνα τη σημαντική πρόκληση για
τους μηχανικούς ,οι
οποίοι είχαν νααντιμετωπίσουν πάνω
στο χρονικό διάστημα ενός
έτους, ως κλάσμα; άνεμος / ηλεκτρική
ενέργεια που παραδιδόταν και κυμαινόταν
από 0,2% του
συνόλου μέχρι και 38%.
Για
το έτος που αναφέρεται στο σχέδιο,
η E.ON είχε να
διαχειριστεί τόση δυναμικότητα αιολικής
ενέργειας όση ήταν οι στόχοι
των Ολλανδικής κυβέρνησης για το
μέλλον.
Η έντονη διακύμανση
στην απόδοση με την πάροδο του
χρόνου είναι εν μέρει το
αποτέλεσμα τωνδυσμενών φυσικών δεδομένων της
αιολικής ενέργειας .
Η ενεργειακή
απόδοση ποικίλλει ανάλογα
με την δύναμη της ταχύτητας
του ανέμου στον κύβο ( χ3 ) .
Στην
πράξη: όταν ο άνεμος φυσάει στη
μισή ταχύτητα σχεδιασμού του
στροβίλου αιολικής ενέργειας, η
απόδοση της ηλεκτρικής ενέργειας είναι μόνο
το ένα όγδοο (1/8) της
εξόδου του σχεδιασμού, δηλαδή
περίπου το 12% της
χωρητικότητας σχεδιασμού.
Επιπλέον, υπάρχουν
μέρες που δεν υπάρχει
άνεμος σε σχεδόν ολόκληρη
τη γεωγραφικήπεριοχή.
Σε
αμφότερες τις περιπτώσεις, μια πολύ
σημαντική ποσότητα ενέργειας πρέπει
να προέρχεται απότις συμβατικές πηγές.
Η
επίδραση της προτεραιότητας που
δίδεται στην παραγόμενη ανανεώσιμη
αιολική ηλεκτρική ενέργεια στη
Γερμανία, έχει τις ακόλουθες προφανείς
συνέπειες:
Όταν οι ανεμογεννήτριες λειτουργούν
σύμφωνα με την ικανότητα σχεδιασμού
τους, (υποτίθεται ) οτι παράγουν μέχρι
και 23 GW (
σύνολο εγκατεστημένης αιολικής
ονομαστικής ισχύος) .
Όταν όμως φυσάει
λίγος ή καθόλου άνεμος, τα 23 GW
ανανεώσιμης αιολικής ηλεκτρικής
ενέργειας θα πρέπει πλήρως η σε
μεγάλο βαθμό να παρέχονται από συμβατικές πηγές.
Για
την Γερμανική πράξη, αυτό
σημαίνει ότι σήμερα και
μέχρι 23 GW θα πρέπει
να είναιδιαθέσιμα σε κατάσταση stand-by.
Ο Καθ. Alt από το Technische Hochschule Fach Aachen βλ.συν
6, 7 κατέληξε
στο συμπέρασμα ότι αυτή είναι πράγματι η
πρακτική, ακόμη και όταν η
Γερμανική έκθεση Αιολικής
Ενέργειας, έκθεση3 , αναφέρει ότι αυτή
η κατάσταση αναμονής ισχύος
( stand-by
) είναι
μόνο 90%.
Είναι λοιπόν προφανές
ότι υπάρχει μια επιπλέον οικονομική επιβάρυνση του
κεφαλαίου που έχει επενδυθεί για
...
- Η
διατήρηση αυτής της εφεδρικής
ισχύος, και
- Κάνοντας τις
πρόσθετες επενδύσεις στο δίκτυο
υψηλής τάσης και
- Για
να αντιμετωπιστούν οι διακυμάνσεις του
ανέμου.
Ωστόσο, δεν
θα συζητήσουμε αυτές τις οικονομικές
πτυχές εδώ.
Υπολογίζοντας την
αρνητική επίδραση του ανέμου που
προκαλεί την ανεπάρκεια των
συμβατικώνσταθμών παραγωγής ηλεκτρικής
ενέργειας.
Θέλουμε να επικεντρωθούμε
στην επίδραση που προκαλείται επιπλέον
απο τηνμεταβλητότητα του αέρα , όσον
αφορά την αποτελεσματικότητα και ως
εκ τούτου τη χρήσηενέργειας από συμβατικές
μονάδες ηλεκτροπαραγωγής.
Μέχρι
στιγμής, δεν έχουμε καταφέρει να
βρούμε στοιχεία σχετικά με αυτή
την πρόσθετη χρήσηκαυσίμων.
Ίσως
τα εν λόγω δεδομένα που
συγκεντρώθηκαν, δεν έχουν δημοσιευθεί.
Οι συμβατικοί
σταθμοί παραγωγής ενέργειας, εν τω
μεταξύ, κάνουν αυτό που τους
έχει ζητηθείκαι παρέχουν
την ασφάλεια του εφοδιασμού όταν
ο άνεμος δεν μπορεί να την προσφέρει.
Λόγω
της έλλειψης στοιχείων για το
σκοπό αυτό, κάνουμε κάποιες
παραδοχές- εκτιμήσεις σχετικά με
την επίδραση της μεταβλητότητας
της αιολικής ενέργειας στην
αποδοτικότητα των εφεδρικών
σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας
(back-up )
και στα καύσιμα .
Ελπίζουμε να συνδεθούν με
τους εμπειρογνώμονες που
έχουν τα πραγματικά δεδομένα ή πουμπορεί
να βελτιώσουν σημαντικά τις
εκτιμήσεις μας.
Πρέπει
να κάνουμε τις εξής
παραδοχές - εκτιμήσεις μας:
1.
Η εγκατεστημένη ισχύς αιολικής
ενέργειας λειτουργεί αρκετές φορές
το χρόνο, όπως ακριβώς σχεδιάστηκε
. Επομένως, οι εφεδρικές μονάδες back-up πρέπει
να παρέχουν αυτή την ικανότητα,
όταν δεν υπάρχει άνεμος.
Η
υπόθεση αυτή υποστηρίζεται από την
παρατήρηση του καθηγητή Alt, που μετά
την εγκατάσταση των ανεμογεννητριών στη
Γερμανία (και τη Δανία) ούτε
ένας συμβατικός σταθμός παραγωγής
ενέργειας δεν έχει τεθεί εκτός
λειτουργίας.
Όπως αναφέρθηκε
στο προηγούμενο κεφάλαιο, ο
ίδιος πιστεύει, επίσης, ότι η
πλήρης 100%εφεδρική
ισχύς είναι απαραίτητη.
2.
Μόνο ένα κλάσμα των back-up σταθμών
είναι ανοικτού κύκλου αεροστρόβιλοι . Μεπροσεκτικό
σχεδιασμό, μέρος των στοχαστικών διακυμάνσεων παροχής αέρα μπορεί
να εξισορροπηθεί από μεγάλης
κλίμακας αποτελεσματικές συμβατικές
μονάδες.
Μόνο οι πιο ξαφνικές και απρόσμενες ανισορροπίες που
λαμβάνονται θα ενεργοποιούν
τουςαεροστρόβιλους ή θα τους
απενεργοποιούν.
(Υπενθυμίζουμε ότι
η επιπλέον προσπάθεια εξισορρόπησης ακόμα
και όταν προγραμματίζεται,σημαίνει πάντα
επιπλέον φθορά και
κατανάλωση καυσίμων για τους
μεγάλους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής
ενέργειας).
3. Η ηλεκτρική
αποδοτικότητα ενός σύγχρονου συμβατικού
σταθμού ισχύος ρυθμίζεται σε55%,
και σε έναν ανοικτού
κύκλου στρόβιλο , στο 30%.
4. Γνωρίζουμε
ότι 1 kWh ηλεκτρικής
ενέργειας απαιτεί 270
γραμμάρια σκληρού κάρβουνου (coal
βλ.συν 3), έτσι
με 1 kWh αιολικής ενέργειας
εξοικονομείται 270 gr
σκληρού κάρβουνου,
Θεωρούμε τώρα π.χ., την παραγωγή των 100 kWh ηλεκτρικής
ενέργειας για την οποία οι
ανεμογεννήτριες έχουν κατασκευαστεί.
Μετά
από ένα χρόνο αποδεικνύεται ότι
κατά μέσο όρο 17,5 kWh έχουν
παρασχεθεί από τον άνεμο,και το
υπόλοιπο 82,5 kWh από συμβατικούς
σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής,
που ουσιαστικάχρησίμευσαν ως back-up.
Αν
υποθέσουμε ότι οι
συμβατικές μονάδες λειτούργησαν υπό
τις καλύτερες δυνατές συνθήκες, απαιτήθηκαν
82,5 x 270 = 22 275 gr άνθρακα,
και 17,5 x
270 = 4 725 gr του άνθρακα υποκαταστάθηκαν
απο την αιολική παραγωγή για
τα100kWh.
Ωστόσο,
η αιολική παραγωγή που
δημιουργήθηκε έχει προτεραιότητα και ανάγκασε
τουςσυμβατικούς σταθμούς να λειτουργήσουν πάνω
και κάτω.
Στην ακραία
περίπτωση της χρήσης ταχείας αντίδρασης
με ανοικτού κύκλου gas-turbines μόνο
για να επιτευχθεί αυτό, η
απόδοση πέφτει από 55% σε 30%.
Ο Πίνακας 2
δείχνει
τον τρόπο που η μείωση της
αποδοτικότητας επηρεάζει
την εξοικονόμηση των συμβατικών
καυσίμων.
Σε συνολικό
ποσοστό απόδοσης
για το σύστημα back-up από 45% και
κάτω, η
εξοικονόμησηκαυσίμων γίνεται ήδη αρνητική και υπάρχει επιπλέον ζήτηση ορυκτών καυσίμων.
Η
αιολική παραγωγή ηλεκτρικής
ενέργειας στην περίπτωση
αυτή παράγει επιπλέον CO2, και
αυτό αποτελεί
έναν αληθινό μετρητή του
αποτελέσματος. !!!!!!!
Εάν
αυτό το επίπεδο της αναποτελεσματικότητας είναι
αληθινό, στο αποτέλεσμα της χρήσηςτης
αιολικής ενέργειας, ένα κυνικός άνθρωπος, θα
μπορούσε να παρατηρήσει ότι
ο Πούτιν και οΟΠΕΚ μπορεί
να θέλουν να προωθήσουν την αιολική
ενέργεια σε χώρες όπως πχ η Γερμανία,
προκειμένου να αυξήσουν την
εξάρτησή της από τα ορυκτά καύσιμα.
Παρακαλείστε
να σημειώσετε ότι η μειωμένη απόδοση ισχύει
μόνο για τους back-up σταθμούς
παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Table 2.
| Efficiency conv.station | Consumption [ g coal ] | Extra consumption | Ultimate saving [ g coal ] | Visible efficiency |
|---|---|---|---|---|
55%
|
22275
|
0
|
4725
|
55%
|
53%
|
23116
|
841
|
3884
|
54%
|
51%
|
24022
|
1747
|
2978
|
53%
|
49%
|
25003
|
2728
|
1997
|
52%
|
47%
|
26066
|
3791
|
934
|
51%
|
45%
|
27225
|
4950
|
-225
|
50%
|
43%
|
28491
|
6216
|
-1491
|
49%
|
41%
|
29881
|
7606
|
-2881
|
48%
|
39%
|
31413
|
9138
|
-4413
|
48%
|
37%
|
33111
|
10836
|
-6111
|
47%
|
35%
|
35004
|
12729
|
-8004
|
46%
|
33%
|
37125
|
14850
|
-10125
|
45%
|
31%
|
39520
|
17245
|
-12520
|
44%
|
29%
|
42246
|
19971
|
-15246
|
43%
|
27%
|
45375
|
23100
|
-18375
|
42%
|
25%
|
49005
|
26730
|
-22005
|
41%
|
που
οφείλονται στη διακύμανση ανέμου
(στήλη 1) και η συνολική μείωση σε
αποδοτικότητα όλων
των
συμβατικών σταθμών παραγωγής
ηλεκτρικής ενέργειας στο σύνολό
τους (στήλη 5). (100 kWh).
Στη
Γερμανία περίπου το 9% της συνολικής
ηλεκτρικής ενέργειας που
καταναλώνεται παρέχεταιαπό τον
άνεμο.
Αν οι
στρόβιλοι λειτουργούσαν ανάλογα με
την ονομαστική ισχύ που σχεδιάστηκαν
, θα απέδιδαν (100/17, 5) x
9% = 51,4% της ζήτησης
ηλεκτρικής ενέργειας.
Συνεπώς, μόνο 48,6% της
ηλεκτρικής ενέργειας θα μπορούσε
να παραχθεί με συμβατικό τρόπο υπό
τις καλύτερες δυνατές συνθήκες, με την
Μεγίστη απόδοση 55%.
Το
υπόλοιπο της παραγόμενης ηλεκτρικής
ενέργειας, όντας 100-9-48,6% = 42,4% θα πρέπει
ναπαράγεται σε ένα μη-βέλτιστο τρόπο.
Έτσι, σε χαμηλότερες αποτελεσματικότητες, σύμφωνα
με τη λίστα του πίνακα 2,
η συνολική,ορατή αποτελεσματικότητα όλων
των συμβατικών σταθμών μαζί είναι
{X 42,4 (μειωμένη
αποτελεσματικότητα) + 48,6 x 55%} /
91
Αυτό
το αποτέλεσμα φαίνεται στην
τελευταία στήλη του πίνακα 2.
Μια
μείωση της συνολικής απόδοσης απο 55
στο 50% δεν φαίνεται δραματική.
Αλλά αυτό δεν
σημαίνει ότι συνολικά,
η ανεμογεννήτρια και η βοηθητική επένδυση είναι άχρηστη,
με την έννοια ότι δεν υπάρχει μείωση
των εκπομπών ρύπων , ή
εξοικονόμηση των
ορυκτώνκαυσίμων.
Όμως
το γεγονός, ότι η επένδυση-δαπάνη στον
αιολικό εξοπλισμό είχε ως αποτέλεσμα,
και ένα σημαντικό
ποσό επιπλέον ενέργειας από
ορυκτά που ποτέ δεν θα ανακτηθεί, επιδεινώνει
την κατάσταση.
Κάποιος
μπορεί θέσει το ερώτημα εάν η
μείωση της απόδοσης των
συμβατικών εργοστασίων παραγωγής με τη
συμμετοχή ανεμογεννητριών είναι
άξια λόγου , διότι η μείωση
αυτή διαχέεται με ένα
τυχαίο τρόπο σε πολλούς
παρόχους ενέργειας και τους
διαφορετικούς τύπους των σταθμών
παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Θα θέλαμε
να τονίσουμε και πάλι ότι
η εκτίμηση μας αφορά, μόνο τη
φάση λειτουργίας των ανεμογεννητριών.
Η
έξτρα ενέργεια και το κόστος
εργασίας που προκύπτουν από την
ανάγκη να έχουν τα αιολικά , 90
με 100% back-up ,
η ενέργεια και
τα έξοδα που απαιτούνται για την
μεταφορά τηςηλεκτρικής ενέργειας από
τα αιολικά στο δίκτυο
υψηλής τάσης δεν έχουν εξεταστεί.
Το
ζήτημα back-up ,
είναι πρώτης προτεραιότητας στην
Ολλανδία για όσο χρονικό
διάστημα τοποσό της εγκατεστημένης
αιολικής ενέργειας στη χώρα είναι μέτριο.
Σίγουρα όμως δεν
έχει ακόμη αξιολογηθεί από την
Ολλανδική κυβέρνηση και το περιβαλλοντικό
κίνημα.
Έχουμε υπόψη τις
οικονομικές πτυχές των ανεμογεννητριών για παραγωγή
ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο,
όσο αποδεικνύεται ότι η μεγάλης
κλίμακας χρήση των ανεμογεννητριώνπροσθέτει μόνο τη
χρήση ορυκτών καυσίμων και εκπομπών CO2, κάθε ευρώ
που δαπανάται πάει χαμένο.
Εάν,
ωστόσο, η εφεδρική απόδοση είναι
τέτοια ώστε με κάποια καύσιμα
οι εκπομπές CO2αποφεύγονται,
τότε απαιτείται μια σκληρή οικονομική
αξιολόγηση .
Εμείς
αναφερόμαστε σε μια πολύ πρόσφατη
μελέτη για τον οικονομικό αντίκτυπο από την
προώθηση των ανανεώσιμων πηγών. βλ.συν
8 .
Η
μελέτη καταλήγει στο συμπέρασμα ότι,
από οικονομική άποψη, η χρήση της
αιολικής και ηλιακής παραγωγής
ενέργειας είναι μια τεράστια σπατάλη
πόρων.
1. Είναι αναγκαίο
να καθοριστεί με βάση τα
δεδομένα, παρά τις προβλέψεις των
μοντέλων, τοεπίπεδο της επιπλέον χρήσης καυσίμων που
προκαλείται από την μειωμένη αποδοτικότητατων
συμβατικών εργοστάσιων ορυκτών καυσίμων
( back-up ) απο την αιολική
ενέργεια, πριν οι χώρες μετατρέψουν
τα μεγάλα επενδυτικά
σχέδια αιολικής ενέργειας σε πραγματικότητα.
2. Η
αιολική ενέργεια κοστίζει περισσότερο από
ό, τι εύκολα παράγει, όχι μόνο σε
χρήμα, αλλά και σε μη-ανανεώσιμη
χρήση ενέργειας (ορυκτά καύσιμα
).
Έτσι εύκολα αυξάνει αντί
να μειώσει τις εκπομπές CO2.
3.
Οι εταιρείες ηλεκτρικής
ενέργειας πρέπει να δημοσιοποιήσουν
επειγόντως τα πραγματικά
δεδομένα για τα επιπλέον καύσιμα που
απαιτούνται για
να δημιουργία back-up για την αιολική
ενέργεια.
1.
B.C. Ummels: Ισχύς Λειτουργίας
Συστήματος με μεγάλης κλίμακας αιολικής
ενέργειας, Diss?.TU Delft, februari 2009.
2.
G. Dijkema, Ζ. Lukszo, Α. Verkooijen, L.
de Vries & Μ. Weijnen: De regelbaarheid vanelektriciteitscentrales. Een QuickScan σε opdracht van het Ministerie
van Economische Zaken, TU Delft, 20 Απριλίου 2009.
4.
Χρησιμοποιούμε συντελεστή
απόδοσης αντι
για αποδοτικότητα των ανεμογεννητριών, γιατίεπικεντρωνόμαστε σε
αυτή την έρευνα , σχετικά με την
αποτελεσματικότητα της λειτουργίας
πανω-κάτω , των εργοστασίων back-up της συμβατικής
ηλεκτροπαραγωγής.
5.
Brits Hogerhuis, Επιλογή
Επιτροπής Οικονομικών Υποθέσεων, έκθεση... Τα
Οικονομικάτων Ανανεώσιμων Πηγών
Ενέργειας, 2007-08:?? ...... Στην
ευρύτερη περιοχή της διασύνδεσης, τοπιο
πιθανό είναι ότι οι διακυμάνσεις των
ανέμων θα ακυρώσουν, αν και ο
καιρός μπορεί μερικές φορές να
είναι παρόμοιος ακόμη και πάνω
από μια ευρύτερη
περιοχή. Για παράδειγμα, λάβαμεκάποιες
ενδείξεις ότι οι χαμηλές ταχύτητες
ανέμου στο Ηνωμένο Βασίλειο θα
μπορούσαν νασυμπέσουν με παρόμοιες
συνθήκες στη Γερμανία, την
Ιρλανδία ακόμη και τόσο μακριά
όσο ηΙσπανία.
6.
Η. Alt: Hardhoehengespraeche Siegsburg 30
Σεπτέμβρη του 2009
7.
Μέρος της
παραγόμενης αιολικής ηλεκτρικής
ενέργειας , πλεονάζει της
ζήτησης. Οκαθηγητής Alt περιγράφει τι
συμβαίνει στη Γερμανία. Το
πλεόνασμα αιολικής
ενέργειας εξάγεται δωρεάν και επιβάλλονται
υψηλά πρόστιμα.
Ο
λογαριασμός πηγαίνει στους φορολογούμενους
πολίτες.
8.
Μ. Frondel, Ν. Ritter & C. Vance: Οικονομικές
επιπτώσεις από την προώθηση των
ανανεώσιμων πηγών ενέργειας:
Η
γερμανική εμπειρία? Rheinisch-Westfälisches Inst. f. Wissenschaftsforschung, Οκτώβριος
2009.
9.
Η φράση ορυκτά καύσιμα ,εδώ,αναφέρεται
στο φυσικό αέριο.
K. de Groot C. le Pair
(Former Shell & STW, The Netherlands.)
kenjdegroot@mac.com
clepair@casema.nl
Αυτή
η μελέτη-ντοκουμέντο από τους δυο
Ολλανδούς επιστήμονες , αποδεικνύει
με σαφή τρόπο , ότι η χρήση αιολικής
ενέργειας είναι μια πανάκριβη
επιλογή που
αυξάνει το κόστος ρεύματος με την
επιπλέον χρήση ορυκτών καυσίμων ,
αλλά και την αύξηση εκπομπών ρύπων
στην ατμόσφαιρα. Προσέξτε το νο7
στην βιβλιογραφία .
.
SAGINI
Αυτή
η μελέτη-ντοκουμέντο από τους δυο
Ολλανδούς επιστήμονες , αποδεικνύει
με σαφή τρόπο , ότι η χρήση αιολικής
ενέργειας είναι μια πανάκριβη
επιλογή που
αυξάνει το κόστος ρεύματος με την
επιπλέον χρήση ορυκτών καυσίμων ,
αλλά και την αύξηση εκπομπών ρύπων
στην ατμόσφαιρα. Προσέξτε το νο7
στην βιβλιογραφία .
.
SAGINI
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου