Οι δυνατότητες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από τα κύματα της θάλασσας

Μια κολοσσιαία ποσότητα καθαρής ενέργειας, εκείνη από τους θαλάσσιους κυματισμούς, μένει παντελώς ανεκμετάλλευτη. Είναι τέσσερις φορές μεγαλύτερη από το σύνολο της καθαρής ενέργειας που έχει καταστεί δυνατό να παράγεται σήμερα. Συγκεκριμένα, αν αυτή τη στιγμή, από ανανεώσιμες πηγές, παράγονται 7.310 τεραβατώρες τον χρόνο, το 26% της συνολικής παραγόμενης ενέργειας, τα κύματα θα μπορούσαν να δώσουν σε ολόκληρο τον πλανήτη 29.500 τεραβατώρες (Παγκόσμιο Συμβούλιο για την Ενέργεια)· το 14% αναλογεί στην Ευρώπη, 2.800 τεραβατώρες/έτος στη Δυτική και Βόρεια Ευρώπη και 1.300 στη Μεσόγειο.

Τα θεμέλια ενός σχεδίου για τη δυνατότητα εκμετάλλευσης του άφθονου καθαρού αυτού ενεργειακού πόρου έχει θέσει ομάδα Ελλήνων επιστημόνων από πανεπιστημιακά ιδρύματα εντός κι εκτός της χώρας: Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου, Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Delft (Ολλανδία). Η επιστημονική ομάδα διενεργεί έρευνες προς δύο κατευθύνσεις. Τον καθορισμό στον ελληνικό θαλάσσιο χώρο των περιοχών κοντά στις ακτές και σε σχετικά μικρά βάθη όπου θα μπορούσαν να αναπτυχθούν συστήματα εκμετάλλευσης της κυματικής ενέργειας, και τον σχεδιασμό της «μηχανής» μετατροπής της κυματικής ενέργειας σε μηχανική. «Σχεδιάζουμε μια διάταξη σημειακών μετατροπέων μπροστά από κατακόρυφο μέτωπο, ώστε η ανάκλαση των κυματισμών να δημιουργεί μεγαλύτερα ύψη, ενώ ερευνούμε τη βέλτιστη θέση τους, αλλά και τη γεωμετρία των μετατροπέων, τα σχήματα και τις διατάξεις τους ώστε να έχουν τη μεγαλύτερη απόδοση», εξηγεί στην «Κ» ο Ιωάννης Χατζηγεωργίου, αντιπρύτανης Ερευνας και Διά Βίου Εκπαίδευσης του ΕΜΠ και καθηγητής στη Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. «Με βάση εξελιγμένα αριθμητικά μοντέλα έχουμε υπολογίσει τη διαθέσιμη ενέργεια από τους κυματισμούς, ανά μέτρο ύψους κορυφής κύματος, στις 208 μεγαβατώρες (MWh) ανά έτος, για βάθη νερού έως 100 μέτρα και απόσταση από την ακτή έως 2 χιλιόμετρα. Οι αντίστοιχες τιμές για 6 ή 10 χιλιόμετρα από την ακτή είναι 952 και 4.638 MWh». Σημειωτέον ότι η συνολική εγκατεστημένη ισχύς στη χώρα ανέρχεται σε 21.400 MWh, ενώ η συνολική κατανάλωση σε 6.300 MWh.

Ωστόσο, όπως σημειώνει ο κ. Χατζηγεωργίου, «πριν αρχίσουμε να συζητούμε για παραγωγή και εκμετάλλευση των ανεξερεύνητων έως τώρα κυματικών πόρων θα πρέπει να γίνουν μερικά πολύ σημαντικά βήματα, όπως η ολοκλήρωση του θαλάσσιου χωροταξικού σχεδιασμού της χώρας. Ακολουθούν η στήριξη και η χρηματοδότηση ανάλογων πρωτοβουλιών». Πάντως, μέχρι στιγμής, «οι τεχνολογικές λύσεις, όσον αφορά τη μετατροπή της κυματικής ενέργειας σε μηχανική, είναι ακόμη σε πολύ πρώιμο στάδιο, λόγω του εξαιρετικά διαβρωτικού περιβάλλοντος, της τυχαίας φύσης των κυματισμών και των μεγεθών των φορτίων που ασκούνται. Απουσιάζει μια ομοιογενής τεχνολογία. Εχουν προταθεί διάφορες ιδέες, όπως ταλαντευόμενα πτερύγια, σημειακοί απορροφητές, εξασθενητές κ.ά., ωστόσο το κόστος τους είναι μεγάλο και δεν έχει επιτευχθεί ακόμη μία οικονομικά βιώσιμη λύση. Εως τώρα, μόνο ένας μικρός αριθμός πρωτότυπων μετατροπέων κυματικής ενέργειας έχει τεθεί σε λειτουργία, με παραγωγή που δεν υπερβαίνει τα 0,5 γιγαβάτ (GW) για εμπορική χρήση, ενώ υπό κατασκευήν βρίσκονται συστήματα συνολικής παραγωγής 1,7 GW, εκ των οποίων το 99% αφορά την εκμετάλλευση παλιρροϊκών κυμάτων. Εντούτοις, υπάρχει σε διεθνές επίπεδο μεγάλη κινητικότητα στον συγκεκριμένο τομέα». Οπως σημειώνει ο κ. Χατζηγεωργίου, «αρκετά υποσχόμενη είναι η αρχή της ταλαντευόμενης στήλης ύδατος, η οποία βασίζεται στην άνω-κάτω κίνηση της ελεύθερης επιφάνειας της θάλασσας μέσα σε έναν κλειστό θάλαμο, η οποία ακολούθως προκαλεί συμπίεση του αέρα με αποτέλεσμα τη δυνατότητα περιστροφής μιας φτερωτής».

Η λύση των θαλάσσιων αιολικών πάρκων

Η γαλάζια ενέργεια, που παράγεται όχι μόνο από τα κύματα, αλλά και από τον άνεμο, «μπορεί να γίνει μοχλός προόδου, να συνεισφέρει στη βιώσιμη ανάπτυξη και στη δημιουργία πολλών νέων θέσεων εργασίας. Βέβαια, ναυαρχίδα της είναι η ενέργεια που παρέχεται στη θάλασσα από τον άνεμο, μολονότι οι προσπάθειες για την εκμετάλλευση του ανέμου στη θάλασσα έπονται κατά πολύ εκείνων των κυμάτων. Η τεχνολογία για την αξιοποίηση του θαλάσσιου αιολικού δυναμικού είναι όχι μόνο ώριμη, αλλά και εμπορικά εκμεταλλεύσιμη. Θαλάσσια αιολικά πάρκα με τους πυλώνες των ανεμογεννητριών εγκατεστημένους στον πυθμένα της θάλασσας υπάρχουν σε όλη τη Βόρεια Ευρώπη. Για παράδειγμα, αιολικό πάρκο με 175 ανεμογεννήτριες που είναι εγκατεστημένες στα 20 χλμ. ανατολικά του Κεντ του Ηνωμένου Βασιλείου, σε βάθος έως 25 μέτρων, ηλεκτροδοτεί 500.000 βρετανικά νοικοκυριά», περιγράφει ο κ. Χατζηγεωργίου.

Στην Ελλάδα, παρατηρεί ο κ. Χατζηγεωργίου, «δεν υπάρχει ούτε μία ανεμογεννήτρια στη θάλασσα, εγκατεστημένη ή πλωτή, για διάφορους λόγους. Βασική παράμετρος είναι η ανάγκη ολοκλήρωσης του θαλάσσιου χωροταξικού σχεδιασμού, όμως προβλήματα δημιουργεί και η ανομοιομορφία των πυθμένων της Μεσογείου, με τα μεγάλα απότομα βάθη. Στη Βόρεια Θάλασσα σε βάθη έως 40 μέτρα, ο πυθμένας είναι σχεδόν επίπεδος σε πολύ μεγάλες αποστάσεις από τις ακτές. Πάντως, τεχνολογικές λύσεις υπάρχουν, από εκεί και έπειτα είναι θέμα πολιτικής απόφασης. Σε κάθε περίπτωση, περισσότερο από ποτέ κρίσιμη για τη βιώσιμη ανάπτυξη είναι η γαλάζια ανάπτυξη, η εκμετάλλευση των θαλάσσιων ενεργειακών πόρων, που αποτελεί και ευρωπαϊκή στρατηγική», σημειώνει ο κ. Χατζηγεωργίου.