Στο άρθρο εξετάζονται δυο αντίθετες προσεγγίσεις στο θέμα της ενεργειακής μετάβασης στη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, όσον αφορά το ρόλο του λιγνίτη. Η μια είναι αυτή που επικρατεί και διατυπώθηκε επιγραμματικά από τον υπουργό και καθηγητή Γιάννη Μανιάτη στη Καθημερινή πρόσφατα: «Βλάπτει η στροφή στον άνθρακα» και προκρίνεται η χρήση φυσικού αερίου αντί του λιγνίτη. Η δεύτερη περιλαμβάνεται στην εξαγγελία της ενεργειακής πολιτικής ΣΥΡΙΖΑ από τον Αλέξη Τσίπρα, στην οποία προβλέπεται και η αξιοποίηση του λιγνίτη για «όσο χρειαστεί», χωρίς να αποκλείεται το φυσικό αέριο.
Περιγράφονται το ιστορικό αξιοποίησης του υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG), τα προβλήματα ασφαλείας και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις από διαρροές μεθανίου και διαφαίνεται πως όταν συνεκτιμηθούν οι διαρροές στο κύκλωμα παραγωγής – μεταφοράς – αεριοποίησης του LNG είναι αμφίβολο το υποτιθέμενο περιβαλλοντικό πλεονέκτημα του φυσικού αερίου έναντι του άνθρακα. Επισημαίνεται επίσης ότι στη παγκόσμια αγορά οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ), χάρις στις σημαντικές βελτιώσεις της τελευταίας δεκαετίας εκτοπίζουν τον άνθρακα.
Τονίζονται επίσης τα οικονομικά και περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα της νέα λιγνιτικής μονάδας Πτολεμαΐδα 5 σε σύγκριση με τις παλαιότερες και επισημαίνεται η ζημιά στην εθνική οικονομία από τη παράλειψη ανανέωσής τους επί δυο δεκαετίες, παρά τις ανειλημμένες δεσμεύσεις, πράγμα που οδήγησε στη στοχοποίηση του λιγνίτη, χωρίς να λαμβάνονται υπόψη οι περιβαλλοντικές και τεχνολογικές βελτιώσεις που δεν εφαρμόζονταν.
Ο λιγνίτης για μερικά χρόνια θα μας εξασφαλίσει τον απαραίτητο χρόνο για την αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος ΑΠΕ, τη μετατροπή τους σε μονάδες φορτίου βάσεως, την ανάπτυξη νέων δικτύων, χάρις στην αναμενόμενη βελτίωση της τεχνολογίας σε τρεις πιθανές κατευθύνσεις: την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας, τη βελτίωση κόστους ηλεκτρόλυσης νερού και τη δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα. Εξελίξεις που διαφαίνεται ότι θα είναι λειτουργικές σε λιγότερο από δέκα χρόνια, τουλάχιστον οι δύο πρώτες. Σε κάθε περίπτωση, η μονάδα Πτολεμαΐδα 5 θα εξακολουθήσει να έχει ρόλο, όχι με τη μετατροπή της σε μονάδα αερίου, αλλά ως λιγνιτική με δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα ή για θερμική αποθήκευση.
Εισαγωγή
Σε πρόσφατη δημοσίευση στη «Καθημερινή» ο καθηγητής και υπουργός Γιάννης Μανιάτης, του οποίου είναι γνωστή η συμβολή στη προώθηση των ερευνών υδρογονανθράκων, παρουσίασε έρευνα-ανάλυση σε συνεργασία με μεταπτυχιακούς φοιτητές με τίτλο «Βλάπτει η στροφή στον άνθρακα». Η θέση αυτή υποστηρίζεται στο κείμενο με μια φράση μόνο «Η στροφή των κρατών-μελών προς τον φθηνότερο άνθρακα έναντι του ακριβότερου αερίου, έχει όλες τις αρνητικές συνέπειες στην αύξηση εκπομπών αερίων θερμοκηπίου», αντίληψη που έχει πράγματι επικρατήσει και υποδηλώνει την εντύπωση ότι το φυσικό αέριο είναι περιβαλλοντικά ευνοϊκότερο. Θα επιχειρήσω να διερευνήσω την άποψη αυτή, επίκαιρη μάλιστα μετά την εξαγγελία της ενεργειακής πολιτικής ΣΥΡΙΖΑ από τον Αλέξη Τσίπρα, στην οποία περιλαμβάνεται και η αξιοποίηση του λιγνίτη για «όσο χρειαστεί». Η έκφραση είναι σχηματική, όπως θα περίμενε κανείς σε μια εξαγγελία, και θα προσπαθήσω να ερευνήσω κάτω από ποιες προϋποθέσεις «χρειαζόμαστε» το λιγνίτη.
Θα εμβαθύνω αρχικά στα υποτιθέμενα πλεονεκτήματα του φυσικού αερίου, με έμφαση στο σχιστολιθικό που σύντομα θα φθάνει στη χώρα μας από τις ΗΠΑ υγροποιημένο και θα τροφοδοτεί τερματικό σταθμό αεριοποίησης στην Αλεξανδρούπολη. Το σχιστολιθικό LNG (Liquefied Natural Gas) απαντά σε αργιλικά ιζήματα προχωρημένης διαγένεσης, «σχιστή άργιλο», shale, σε μικροσκοπικούς πόρους που δεν επικοινωνούν μεταξύ τους. Για την αποδέσμευση του αερίου εφαρμόζεται η τεχνική της υδρορωγμάτωσης με κύριο προϊόν το μεθάνιο. Υγροποιείται με ψύξη σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία, στους-161 to -164 °C, αποθηκεύεται προσωρινά στο τόπο παραγωγής και μεταφέρεται με ειδικά πλοία σε υγρή μορφή, σε πίεση 6 έως 10 bar. Στο τελικό προορισμό το LNG υγροποιείται και σημαντικό μέρος της ενέργειάς του, σε ποσοστό 10 έως 25%, αναλίσκεται για την επαναφορά του στην αέρια κατάσταση.
Ιστορικό του LNG
Το πρώτο φορτίο LNG από παραδοσιακό κοίτασμα αερίου παραδόθηκε στη Βρετανία το 1959, σε πιλοτική εφαρμογή της υγροποίησης του φυσικού αερίου με ψύξη , τη μεταφορά του δια θαλάσσης και την αεριοποίηση στο προορισμό του. Η μαζική παραγωγή όμως ήρθε στις αρχές του 2000, με εφαρμογή των εξελίξεων στις οριζόντιες γεωτρήσεις και την τεχνική υδρορωγμάτωσης, με την εισπίεση δηλαδή νερού για την ελεγχόμενη ρωγμάτωση του οργανικού σχηματισμού, όπως φαίνεται στην Εικόνα 1 και περιγράφεται σε σχετική ανασκόπηση.
Εικόνα 1. Σχηματικό διάγραμμα γεωτρήσεων αερίου:
- δεξιά κατακόρυφες (α) μικρού βάθους για μεθάνιο λιγνιτικών στρωμάτων και (β) βαθύτερη σε συμβατικό κοίτασμα αερίου,
- στο κέντρο οριζόντια για αέριο εγκλωβισμένο σε συμπαγή ψαμμίτη και αριστερά
- με κεκλιμένη απόκλιση για σχιστολιθικό αέριο.
Στην Ευρώπη η Βρετανία έκανε γεωλογικές έρευνες για σχιστολιθικό αέριο, αλλά δεν προχώρησε σε εκμετάλλευση, γιατί η Βρετανική Γεωλογική Υπηρεσία επισήμανε μια σειρά από κινδύνους που συνδέονται με το LNG, όπως η μόλυσνση των υπόγειων υδάτων στις γεωτρήσεις υδρορωγμάτωσης, η εκπομπή αερίων θερμοκηπίου κατά την εκμετάλλευση και η πρόκληση μικροσεισμών. Με τα προβλήματα αυτά ευρύτερα ήδη γνωστά, στη Γερμανία δεν επιτράπηκε ούτε καν η γεωτρητική έρευνα.
Η Αλγερία είναι η τρίτη χώρα στο κόσμο σε αποθέματα σχιστολιθικού αερίου μετά τη Κίνα και την Αργεντινή. Εν τούτοις δεν έχει προχωρήσει σε εκμετάλλευση για να προστατέψει από τη μόλυνση τα πολύτιμα αποθέματα «απολιθωμένου νερού» σε μικρά βάθη, στις ίδιες ιζηματογενείς λεκάνες με τη σχιστή άργιλο. Πρόκειται για υδροφορείς που τροφοδοτήθηκαν πριν από την ερημοποίηση της Σαχάρας. Είναι ίσως η πιο αξιοσημείωτη φυσική κλιματική μεταβολή στις τελευταίες χιλιετίες που ξεκίνησε πριν πέντε περίπου χιλιάδες χρόνια και κατέληξε στην ερημοποίηση, χωρίς ανθρώπινες ενοχές. Αξίζει νομίζω μια σύντομη αναφορά στη φυσική ερημοποίηση για σύγκριση με την κλιματική μεταβολή της εποχής μας, η οποία αποδίδεται εξ ολοκλήρου στα αέρια θερμοκηπίου, με απόλυτη απόρριψη έστω κάποιας φυσικής συνιστώσας.
Εικόνα 2. Προϊστορική βραχογραφία σπηλαίου από την εποχή της «πράσινης» Σαχάρας (Wikimedia Commons).
Αρχαιολογικές έρευνες αποκάλυψαν απεικονίσεις σε σπήλαια με ζώα και βλάστηση τυπικά σαβάνας, ενώ παλαιοκλιματικές έρευνες τεκμηριώνουν τη λεγόμενη πράσινη Σαχάρα σε ακμή μέχρι 5500 χρόνια από σήμερα . Η ερημοποίηση εξελίχθηκε βαθμιαία, με μετατόπιση των βροχών των μουσώνων νοτιότερα και επεκτάθηκε στην Ανατολική Αφρική και την Αραβική χερσόνησο. Αποδίδεται σε μεταβολή της τροχιάς της γης και ειδικότερα σε κλονισμό του άξονα περιστροφής της γης. Στη διάρκεια της βαθμιαίας ερημοποίησης οι πληθυσμοί, σε αναζήτηση επιφανειακών νερών, μετακινήθηκαν ανατολικά, στο Νείλο ποταμό και αποτέλεσαν τη βάση του Αιγυπτιακού πολιτισμού.
Εικόνα 3. Μητρικό πέτρωμα (shale, gas source rock) συμβατικού κοιτάσματος φυσικού αερίου (gas reservoir in sandstone), υδροφόρος σχηματισμός με το πράσινο χρώμα, συμβατική γεώτρηση χωρίς υδρορωγμάτωση δεξιά και οριζόντια γεώτρηση με υδρορωγμάτωση αριστερά.
Στην Εικόνα 3, από δημοσίευση για την Αλγερία, φαίνεται δεξιά συμβατικό κοίτασμα φυσικού αερίου σε ψαμμίτη πάνω από σχιστή άργιλο. Η τελευταία είναι το μητρικό πέτρωμα του συμβατικού κοιτάσματος φυσικού αερίου και ταυτόχρονα ο σχηματισμός που μπορεί να δώσει φυσικό αέριο με υδρορωγμάτωση, όπως δείχνει σχηματικά η γεώτρηση αριστερά. Το πράσινο στρώμα αντιστοιχεί στο κοίτασμα απολιθωμένου νερού, αποθηκευμένο στο υπέδαφος από την εποχή της πράσινης Σαχάρας.
Σε έκθεση του Κογκρέσου των ΗΠΑ για την εγκατάσταση σταθμών υποδοχής LNG το 2009 επισημαίνονται οι κίνδυνοι ασφαλείας και σημειώνεται ότι: «Οι κίνδυνοι ασφάλειας που σχετίζονται με τους τερματικούς σταθμούς LNG έχουν συζητηθεί εδώ και δεκαετίες. Ένα ατύχημα το 1944 σε μια από τις πρώτες εγκαταστάσεις LNG των ΗΠΑ σκότωσε 128 άτομα και προκάλεσε φόβους του κοινού σχετικά με τους κινδύνους LNG που παραμένουν και σήμερα. Τεχνολογικές βελτιώσεις και πρότυπα από τότε έχουν κάνει τις εγκαταστάσεις LNG πολύ πιο ασφαλείς, αλλά παραμένουν σοβαροί κίνδυνοι καθώς το LNG είναι πτητικό και συνήθως διακινείται και αποθηκεύεται σε μεγάλες ποσότητες. Ένα ατύχημα το 2004, σε τερματικό σταθμό στο Skikda της Αλγερίας σκότωσε ή τραυμάτισε περισσότερους από 100 εργάτες, και αυτό ενίσχυσε τη συνεχιζόμενη διαμάχη για την ασφάλεια των εγκαταστάσεων LNG».
Επιπλέον, σε εγκαταστάσεις LNG σε αγροτική περιοχή της Πολιτείας Washington σημειώθηκε ανεξήγητη έκρηξη με τραυματίες το 2014, την οποία περιγράφει δραματικά το Πρακτορείο Reuters. Εφέτος τον Ιούνιο έκρηξη και πυρκαγιά στο Freeport του Τέξας έκλεισε περίπου το ένα πέμπτο της εξαγωγικής ικανότητας υγροποιημένου φυσικού αερίου των ΗΠΑ και δεν ήταν η πρώτη φορά που φλόγες μάστιζαν την εγκατάσταση LNG. Δεν θα σχολιασθούν περισσότερο τα θέματα ασφαλείας τη στιγμή που κατασκευάζεται ο τερματικός σταθμός LNG στην Αλεξανδρούπολη, σημειώνεται απλά ότι είναι συχνές οι περιπτώσεις διαρροής μεθανίου, μερικές από τις οποίες καταλήγουν σε μικρές ή μεγάλες εκρήξεις, με ανθρώπινες απώλειες, ζημιές των εγκαταστάσεων και περιβαλλοντική μόλυνση.
Εκπομπές μεθανίου στο κύκλωμα παραγωγής- μεταφοράς-αεριοποίησης LNG
Όσον αφορά τα αέρια θερμοκηπίου, οι εκτιμήσεις για το πιθανό πλεονέκτημα του LNG έναντι του άνθρακα στην ηλεκτροπαραγωγή, ποικίλλουν, κυρίως λόγω της αβεβαιότητας για το ποσοστό των διαρροών μεθανίου στο κύκλωμα παραγωγής-μεταφοράς αερίου, που συνήθως υποβαθμίζουν οι εταιρίες, αλλά επίσης ανάλογα με την εξεταζόμενη περίοδο επίδρασης, στα είκοσι ή στα εκατό χρόνια. Ορισμένοι ερευνητές θεωρούν ότι η μείωση CO2 με τη μετάβαση από τον άνθρακα στο φυσικό αέριο είναι κλειδί για τη κλιματική σταθεροποίηση, αλλά χωρίς αυτό να αναβάλει την ανάπτυξη των ΑΠΕ. Για τα δεδομένα της Γερμανίας εκτιμάται ότι η πλήρης μετάβαση στο φυσικό αέριο θα περιορίσει το ισοδύναμο διοξείδιο του άνθρακα κατά 30–55%.
Στις ΗΠΑ νέα δεδομένα δείχνουν ότι οι εκπομπές μεθανίου από το σχιστολιθικό αέριο είναι της τάξεως του 3,4% και σε περίοδο εικοσαετίας επιβαρύνουν το περιβάλλον περισσότερο από τη καύση του άνθρακα. Επίσης, ο περιβαλλοντικός Οργανισμός Natural Resources Defense Council σε τεκμηριωμένη μελέτη υποστηρίζει ότι χρήση LNG δεν είναι αποτελεσματική κλιματική στρατηγική. Σε σύγκριση με τους ρωσικούς αγωγούς οι εκπομπές LNG είναι εν δυνάμει υψηλότερες ή στη καλλίτερη περίπτωση μόνο 9% χαμηλότερες, ενώ το σημείο εξισορρόπησης εκπομπών θερμοκηπίου από LNG και άνθρακα είναι μεσοπρόθεσμα για διαρροές LNG της τάξεως του 3%.
Μετάβαση από τον άνθρακα στις ΑΠΕ
Εικόνα 4. Σύγκριση οικονομικής ανταγωνιστικότητας ΑΠΕ και σταθμών άνθρακα.
Σε μελέτη σύγκρισης κόστους σταθμών ηλεκτροπαραγωγής από άνθρακα σε σύγκριση με τις ΑΠΕ σε παγκόσμια κλίμακα προκύπτει ενδεικτικά ότι το 2020 το 61% των σταθμών άνθρακα ήταν ανταγωνιστικοί και υπολογίζουν το αντίστοιχο οικονομικό πλεονέκτημα σε 155 δισεκατομμύρια δολάρια, ενώ για τους μη ανταγωνιστικούς η διαφορά ήταν 39 δισεκατομμύρια δολάρια, αρνητική. Για το 2025 προβλέπουν ότι οι ανταγωνιστικοί σταθμοί άνθρακα θα είναι μόνο 27% του συνόλου. Οι παραπάνω εκτιμήσεις στηρίζονται στη ιστορική μείωση του κόστους των ΑΠΕ, όπως φαίνεται στην Εικόνα 5.
Εικόνα 5. Ιστορική μείωση κόστους ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ σε $/kWh.
Συμπερασματικά, το φυσικό αέριο ενώ είναι καθαρότερο καύσιμο στη τουρμπίνα ηλεκτροπαραγωγής , στο κύκλωμα παραγωγής-μεταφοράς έχουν προηγηθεί διαρροές μεθανίου που μειώνουν ή και εξουδετερώνουν το πλεονέκτημα αυτό. Να σημειωθεί επίσης ότι το μεθάνιο είναι δραστικότερο ως αέριο θερμοκηπίου από το διοξείδιο του άνθρακα. Ακόμη και για όσους επιμένουν ότι ο λιγνίτης είναι ένα «κακό» καύσιμο, τι είναι προτιμότερο; Να το αντικαταστήσουμε με ένα «λιγότερο κακό», το φυσικό αέριο, με εξάρτηση από μια αγορά σε τρικυμία; Ή να επωφεληθούμε από τις τεχνολογικές εξελίξεις και να αντικαταστήσουμε τη κατάλληλη στιγμή το «κακό λιγνίτη» με ΑΠΕ, στις οποίες η χώρα μας έχει φυσικό πλεονέκτημα; Η ΔΕΗ μάλιστα με το πλήθος των υδροηλεκτρικών έργων έχει το πλεονέκτημα συνδυασμού με πλωτά φωτοβολταϊκά ή αντλησοταμίευση και ο λιγνίτης θα μας εξασφαλίσει τον απαραίτητο χρόνο για αυτές τις νέες επενδύσεις σε ΑΠΕ.
Οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου στους λιγνιτικούς σταθμούς της ΔΕΗ
Χρόνιο πρόβλημα της ΔΕΗ τις τελευταίες δεκαετίας ήταν ο εκσυγχρονισμός των ατμοηλεκτρικών σταθμών. Σημειώνεται σχετικά ότι ο σταθμός της Καρδιάς στη Πτολεμαΐδα λειτούργησε επί 47 χρόνια πριν κλείσει το 2021. Εν τούτοις, ο Νόμος 3175/2003 με τον οποίο καθιερώθηκε η Ημερήσια Χονδρεμπορική αγορά ενέργειας, πρόβλεπε ότι η ΔΕΗ θα αντικαταστήσει παλαιές μονάδες με νέες και τελικά η δέσμευση αυτή θα υλοποιηθεί με μεγάλη καθυστέρηση εφέτος με την έναρξη λειτουργίας της μονάδας Πτολεμαΐδα 5. Η υπεροχή της νέας μονάδας φαίνεται από τον παρακάτω συγκριτικό Πίνακα.
Στη νέα μονάδα Πτολεμαΐδα 5 προβλέπεται:
- 43,3% μεγαλύτερη ισχύς
- 48,2% μεγαλύτερος βαθμός απόδοσης
- 35% μικρότερη κατανάλωση λιγνίτη (σε t/GWh) και
- σημαντική μείωση των ρύπων, συντριπτική στη περίπτωση σωματιδίων (≤ 10 mg/Nm3, με ανώτερο επιτρεπόμενο όριο 20 mg/Nm3).
Η σύγκριση αυτή είναι χρήσιμη για να αναλογιστούμε την ανυπολόγιστη ζημιά επί δύο δεκαετίες στην εθνική οικονομία από τη μη ανανέωση των ΑΗΣ, γεγονός που αναπόφευκτα οδήγησε στην οικονομική υποβάθμιση της ΔΕΗ και για το οποίο δεν αναμένεται κανείς να απολογηθεί.
Οι προοπτικές των λιγνιτικών μονάδων
Παρά ταύτα, τα τελευταία δύσκολα χρόνια ο λιγνίτης αποδείχθηκε οικονομικότερος από το φυσικό αέριο και προσέφερε ενεργειακή ασφάλεια, σε σύγκριση με το ακριβό φυσικό αέριο και την προβληματική αγορά του. Και το ερώτημα είναι για πόσο καιρό θα είναι ανταγωνιστικές οι λιγνιτικές μονάδες, πότε και με τι θα τις αντικαταστήσουμε.
Από την ανάλυση που προηγήθηκε φάνηκε ότι το περιβαλλοντικό πλεονέκτημα του φυσικού αερίου είναι αμφίβολο και επομένως οι αποφάσεις θα πρέπει να ληφθούν με κριτήρια εθνικής οικονομίας, αλλά και τεχνολογικά όσον αφορά στην εξέλιξη και τον ανταγωνισμό των ΑΠΕ, που αποτελούν το άμεσο και μεσοπρόθεσμο μέλλον της ενέργειας. Η μετάβαση από το λιγνίτη στο φυσικό αέριο είναι αντιοικονομική και επισφαλής και η απ’ ευθείας μετάβαση στις ΑΠΕ είναι μονόδρομος.
Ο λιγνίτης για μερικά χρόνια θα μας εξασφαλίσει τον απαραίτητο χρόνο για την αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος ΑΠΕ, τη μετατροπή τους σε μονάδες φορτίου βάσεως, την ανάπτυξη νέων δικτύων, χάρις στην αναμενόμενη βελτίωση της τεχνολογίας σε τρεις πιθανές κατευθύνσεις: την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας, τη βελτίωση κόστους ηλεκτρόλυσης νερού και τη δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα. Εξελίξεις που διαφαίνεται ότι θα είναι ικανοποιητικές σε λιγότερο από δέκα χρόνια, τουλάχιστον οι δύο πρώτες. Σε κάθε περίπτωση, η μονάδα Πτολεμαΐδα 5 θα εξακολουθήσει να έχει ρόλο, όχι με τη μετατροπή της σε μονάδα αερίου, αλλά ως λιγνιτική με δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα ή για θερμική αποθήκευση. Τη παρακολούθηση, τις μελέτες και τις εισηγήσεις θα πρέπει να τις εμπιστευθούμε στο άριστο δυναμικό της ΔΕΗ, αφού πάψουν οι ανεύθυνες κορώνες του τύπου ο λιγνίτης είναι βαρίδι, να τελειώνουμε με το λιγνίτη, ο λιγνίτης είναι ρυπογόνος.
Ακόμη θα πρέπει να μπει τέλος στην «αρχή ενός ανδρός» με τις θέσεις Προέδρου και Διευθύνοντος Συμβούλου της ΔΕΗ στο ίδιο πρόσωπο και να θεσπισθούν διακριτοί ρόλοι: ο Πρόεδρος θα είναι αρμόδιος για τις νέες τεχνολογίες και επενδύσεις και ο Διευθύνων Σύμβουλος θα «τρέχει» την Επιχείρηση.
Ο Ευστάθιος Χιώτης είναι Δρ. Μεταλλειολόγος Μηχανικός ΕΜΠ, Μηχανικός Πετρελαίων Imperial College, πρώην διευθυντής στη Δημόσια Επιχείρηση Πετρελαίων και στο Ινστιτούτο Γεωλογίας και Ερευνών Υπεδάφους.
https://independent.academia.edu/Chiotis
https://www.researchgate.net/profile/Eustathios_Chiotis
