ELON MUSK. Ο άνθρωπος που τα όνειρα του αλλάζουν τον τρόπο που βλέπουμε τον κόσμο.
Τις τελευταίες ημέρες γίνεται μεγάλη κουβέντα για την αποκάλυψη από την εταιρεία Tesla της πρώτης σειράς προϊόντων που απευθύνονται στον οικιακό καταναλωτή αλλά και στις εταιρείες διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Δεν είναι τίποτα άλλο από μία σειρά συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας (10kWh, 20kWh, 30kWh για οικιακή) που στηρίζονται στην τεχνολογία συσσωρευτών Λιθίου - Ιόντων.
Σε αντίστοιχες κινήσεις χωρίς ιδιαίτερες όμως τυμπανοκρουσίες έχουν προχωρήσει τόσο η LG όσο και η PANASONIC. Αυτό που έχει σημασία είναι και τα λεγόμενα cells για εταιρείες αλλά και εταιρείες παροχής υπηρεσιών δικτύου (όπως ο δικός μας ΔΕΔΔΗΕ) που φτάνουν να έχουν την ικανότητα να αποθηκεύουν MWh ηλεκτρικής ενέργειας. Tesla Energy
Ο Δυτικός κόσμος προχωρά σε ένα νέο ενεργειακό μοντέλο το οποίο αποτελεί στην πραγματικότητα την αναβίωση του παλαιού μοντέλου της ενεργειακής αυτάρκειας. Το μοντέλο αυτό είναι γνωστό ως "αποκεντρωμένο".
Το σημερινό μοντέλο έχει ως βήματα την α) εξόρυξη-μεταφορά καυσίμου, β) παραγωγή σε μεγάλες μονάδες, γ) μεταφορά (δίκτυο υψηλής - υπερ-υψηλής, δ) διανομή και ε) κατανάλωση. Ένα μοντέλο δενδροειδές το οποίο και άνθισε στον 20ο αιώνα εξαιτίας του εξηλεκτρισμού των απαιτήσεων ενέργειας σε οικιακό επίπεδο και των οικονομιών κλίμακας που ήταν εφικτές μόνον με την κατασκευή μεγάλων μονάδων.
Το μοντέλο αυτό οδήγησε σε ιδιαίτερα πολύπλοκα και δαιδαλώδη συστήματα παροχής ενέργειας με χαμηλή ευρωστία και ευαίσθητα στην τυχαιότητα. Κάτι που είχε ως αποτέλεσμα την ανάγκη ανάπτυξης μίας σειράς μηχανισμών για τη διασφάλιση της παροχής ενέργειας (πρώτη-δεύτερη-τρίτη γραμμή άμυνας).
Το "αποκεντρωμένο" μοντέλο στηρίζεται στην παραγωγή πέριξ του σημείου κατανάλωσης, την αποτύπωση μικρών μονάδων (οικιακών-βιοτεχνικών κλπ) παραγωγών - καταναλωτών σε κόμβους και τη σύνδεση των κόμβων αυτών όχι σε ένα δενδροειδές σχήμα (χωρίς εναλλακτικές διαδρομές) αλλά κατά τον τρόπο ώστε να εξασφαλίζονται εναλλακτικές διαδρομές ηλεκτροδότησης σε περίπτωση που κάτι πάει στραβά.
Στον κόμβο ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, χρησιμοποιείται για την κάλυψη των απαιτήσεων σε peaks και την αποθήκευση της περίσσειας ενέργειας την ώρα που οι απαιτήσεις είναι χαμηλές. Κατά τον τρόπο αυτό οι καθαρές απαιτήσεις επιπλέον ενέργειας ή η περίσσεια ενέργειας κατανέμεται με ομαλό τρόπο σε όλη τη διάρκεια της "ημέρας" μειώνοντας και τις απαιτήσεις για μονάδες κάλυψης αιχμών και επιτρέποντας τον προγραμματισμό των μεγάλων μονάδων ώστε αυτές να λειτουργούν πλησίον του θεωρητικού βέλτιστου. Φυσικά οι κόμβοι αυτοί μπορεί να συνδέονται σε υπέρ-κόμβους (με αντίστοιχα μεγαλύτερες μονάδες αποθήκευσης) δημιουργώντας τοπικά δίκτυα. Των οποίων όμως τα μέλη δεν τους ανήκουν αποκλειστικά.
Πως λειτουργεί το αποκεντρωμένο σύστημα; Ας το φανταστούμε όπως το διαδίκτυο. Αν η σύνδεση μεταξύ δύο κόμβων πάψει ενεργοποιείται η καλύτερη εναλλακτική. Αποτέλεσμα είναι τα αποκεντρωμένα συστήματα να χαρακτηρίζονται ως συστήματα υψηλής ευρωστίας έναντι τρομοκρατικών ενεργειών ή άλλων γεγονότων. Και όπου οι "αστοχίες" δεν προκαλούν ένα φαινόμενο καταρράκτη με την κατάρρευση του δικτύου λόγω αστάθειας (το λεγόμενο και ως black out).
Ήρθε η ώρα να αποχαιρετήσουμε τη ΔΕΗ; Όχι ακόμα. Κάποιος θα πρέπει να επενδύσει για την κατασκευή των κόμβων εξομάλυνσης. Ώστε να μπορεί ο χρήστης να αποθηκεύει την παραπάνω ενέργεια που παράγει για να την έχει όταν τη χρειάζεται. Και για να καλυφτούν οι ανάγκες σε περίπτωση όπου κάτι συμβεί σε επίπεδο μονάδας με την μεταφορά από άλλες μονάδες ή από βασικές μονάδες αποθήκευσης.
Πεδίο δόξης λαμπρό τόσο για την χημική αποθήκευση ενέργειας όσο και μηχανικές μεθόδους αποθήκευσης (αντλησιοταμιευτικά, κλπ.).
Ομοίως οι μεγάλοι καταναλωτές, βαριά βιομηχανία, μάλλον θα επιλέξουν τη λύση των μακροχρόνιων συμβολαίων με εταιρείες παραγωγής ώστε να έχουν ηλεκτρικό ρεύμα 24/7 στην τιμή που θέλουν και στην ποσότητα που χρειάζονται.
Τέλος το δίκτυο μεταφοράς θα περιοριστεί σε μέγεθος αλλά θα παραμείνει εξίσου σημαντικό. Ο περιορισμός σε μέγεθος σημαίνει ότι είναι δυνατό να αυξηθεί η ευρωστία του συστήματος χωρίς το κόστος να είναι μεγαλύτερο από το σημερινό σύστημα όπου το μεγάλο πλήθος των μονάδων παραγωγής απαιτεί αντίστοιχα και ιδιαίτερα υψηλές επενδύσεις κεφαλαίων στον τομέα αυτό.
Στο μέλλον ένα καθεστώς όπου μέσω της πληρωμής ενός παγίου ο καταναλωτής έχει την ικανότητα να έχει πρόσβαση στο ευρύτερο δίκτυο ενέργειας φαντάζει πιθανό. Κάτι αντίστοιχο με τα προγράμματα τηλεφωνίας - δεδομένων σήμερα.
Επιπλέον η ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας δίνει τη δυνατότητα της αυτονόμησης απομακρυσμένων περιοχών. Ώστε να μην απαιτούνται παράλογες σε ύψος επενδύσεις διασύνδεσης που είναι εξ ορισμού αντί-οικονομικές για την κάλυψη μίας στοιχειώδους ανάγκης όπως είναι η ενέργεια.
Όλα αυτά συμβαίνουν χωρίς τη χρήση συμβατικών καυσίμων και την εκπομπή ρύπων σε επίπεδο ατομικής μονάδας. Φωτοβολταϊκά, Φωτοβολταϊκά - Θερμικά, μικρό-ανεμογεννήτριες (κάθετου η οριζόντιου άξονα) για την άμεση παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος (και θερμότητας) ή άλλα συστήματα όπως η γεωθερμία χαμηλής ενθαλπίας (για την κάλυψη αναγκών θέρμανσης - ψύξης και τη μείωση των απαιτήσεων σε Φυσικό Αέριο (πηγή ενέργειας) ή ηλεκτρισμό (φορέας ενέργειας) είναι μερικές από τις διαθέσιμες τεχνολογίες. Σε ένα κόσμο που σύντομα αναμένεται να περάσει από τη χρήση υγρών καυσίμων στη χρήση ηλεκτρικού ρεύματος για την προσωπική του μετακίνηση. Αυξάνοντας τις απαιτήσεις του σε ηλεκτρική ενέργεια αλλά μειώνοντας και την εξάρτηση του από χώρες παραγωγούς υγρών και αερίων καυσίμων.
Επιστήμη. Στη διάθεση της ανθρωπότητας για να την βγάζει από τα αδιέξοδα.
Ο Δυτικός κόσμος προχωρά σε ένα νέο ενεργειακό μοντέλο το οποίο αποτελεί στην πραγματικότητα την αναβίωση του παλαιού μοντέλου της ενεργειακής αυτάρκειας. Το μοντέλο αυτό είναι γνωστό ως "αποκεντρωμένο".
Το σημερινό μοντέλο έχει ως βήματα την α) εξόρυξη-μεταφορά καυσίμου, β) παραγωγή σε μεγάλες μονάδες, γ) μεταφορά (δίκτυο υψηλής - υπερ-υψηλής, δ) διανομή και ε) κατανάλωση. Ένα μοντέλο δενδροειδές το οποίο και άνθισε στον 20ο αιώνα εξαιτίας του εξηλεκτρισμού των απαιτήσεων ενέργειας σε οικιακό επίπεδο και των οικονομιών κλίμακας που ήταν εφικτές μόνον με την κατασκευή μεγάλων μονάδων.
Το μοντέλο αυτό οδήγησε σε ιδιαίτερα πολύπλοκα και δαιδαλώδη συστήματα παροχής ενέργειας με χαμηλή ευρωστία και ευαίσθητα στην τυχαιότητα. Κάτι που είχε ως αποτέλεσμα την ανάγκη ανάπτυξης μίας σειράς μηχανισμών για τη διασφάλιση της παροχής ενέργειας (πρώτη-δεύτερη-τρίτη γραμμή άμυνας).
Το "αποκεντρωμένο" μοντέλο στηρίζεται στην παραγωγή πέριξ του σημείου κατανάλωσης, την αποτύπωση μικρών μονάδων (οικιακών-βιοτεχνικών κλπ) παραγωγών - καταναλωτών σε κόμβους και τη σύνδεση των κόμβων αυτών όχι σε ένα δενδροειδές σχήμα (χωρίς εναλλακτικές διαδρομές) αλλά κατά τον τρόπο ώστε να εξασφαλίζονται εναλλακτικές διαδρομές ηλεκτροδότησης σε περίπτωση που κάτι πάει στραβά.
Στον κόμβο ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, χρησιμοποιείται για την κάλυψη των απαιτήσεων σε peaks και την αποθήκευση της περίσσειας ενέργειας την ώρα που οι απαιτήσεις είναι χαμηλές. Κατά τον τρόπο αυτό οι καθαρές απαιτήσεις επιπλέον ενέργειας ή η περίσσεια ενέργειας κατανέμεται με ομαλό τρόπο σε όλη τη διάρκεια της "ημέρας" μειώνοντας και τις απαιτήσεις για μονάδες κάλυψης αιχμών και επιτρέποντας τον προγραμματισμό των μεγάλων μονάδων ώστε αυτές να λειτουργούν πλησίον του θεωρητικού βέλτιστου. Φυσικά οι κόμβοι αυτοί μπορεί να συνδέονται σε υπέρ-κόμβους (με αντίστοιχα μεγαλύτερες μονάδες αποθήκευσης) δημιουργώντας τοπικά δίκτυα. Των οποίων όμως τα μέλη δεν τους ανήκουν αποκλειστικά.
Πως λειτουργεί το αποκεντρωμένο σύστημα; Ας το φανταστούμε όπως το διαδίκτυο. Αν η σύνδεση μεταξύ δύο κόμβων πάψει ενεργοποιείται η καλύτερη εναλλακτική. Αποτέλεσμα είναι τα αποκεντρωμένα συστήματα να χαρακτηρίζονται ως συστήματα υψηλής ευρωστίας έναντι τρομοκρατικών ενεργειών ή άλλων γεγονότων. Και όπου οι "αστοχίες" δεν προκαλούν ένα φαινόμενο καταρράκτη με την κατάρρευση του δικτύου λόγω αστάθειας (το λεγόμενο και ως black out).
Ήρθε η ώρα να αποχαιρετήσουμε τη ΔΕΗ; Όχι ακόμα. Κάποιος θα πρέπει να επενδύσει για την κατασκευή των κόμβων εξομάλυνσης. Ώστε να μπορεί ο χρήστης να αποθηκεύει την παραπάνω ενέργεια που παράγει για να την έχει όταν τη χρειάζεται. Και για να καλυφτούν οι ανάγκες σε περίπτωση όπου κάτι συμβεί σε επίπεδο μονάδας με την μεταφορά από άλλες μονάδες ή από βασικές μονάδες αποθήκευσης.
Πεδίο δόξης λαμπρό τόσο για την χημική αποθήκευση ενέργειας όσο και μηχανικές μεθόδους αποθήκευσης (αντλησιοταμιευτικά, κλπ.).
Ομοίως οι μεγάλοι καταναλωτές, βαριά βιομηχανία, μάλλον θα επιλέξουν τη λύση των μακροχρόνιων συμβολαίων με εταιρείες παραγωγής ώστε να έχουν ηλεκτρικό ρεύμα 24/7 στην τιμή που θέλουν και στην ποσότητα που χρειάζονται.
Τέλος το δίκτυο μεταφοράς θα περιοριστεί σε μέγεθος αλλά θα παραμείνει εξίσου σημαντικό. Ο περιορισμός σε μέγεθος σημαίνει ότι είναι δυνατό να αυξηθεί η ευρωστία του συστήματος χωρίς το κόστος να είναι μεγαλύτερο από το σημερινό σύστημα όπου το μεγάλο πλήθος των μονάδων παραγωγής απαιτεί αντίστοιχα και ιδιαίτερα υψηλές επενδύσεις κεφαλαίων στον τομέα αυτό.
Στο μέλλον ένα καθεστώς όπου μέσω της πληρωμής ενός παγίου ο καταναλωτής έχει την ικανότητα να έχει πρόσβαση στο ευρύτερο δίκτυο ενέργειας φαντάζει πιθανό. Κάτι αντίστοιχο με τα προγράμματα τηλεφωνίας - δεδομένων σήμερα.
Επιπλέον η ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας δίνει τη δυνατότητα της αυτονόμησης απομακρυσμένων περιοχών. Ώστε να μην απαιτούνται παράλογες σε ύψος επενδύσεις διασύνδεσης που είναι εξ ορισμού αντί-οικονομικές για την κάλυψη μίας στοιχειώδους ανάγκης όπως είναι η ενέργεια.
Όλα αυτά συμβαίνουν χωρίς τη χρήση συμβατικών καυσίμων και την εκπομπή ρύπων σε επίπεδο ατομικής μονάδας. Φωτοβολταϊκά, Φωτοβολταϊκά - Θερμικά, μικρό-ανεμογεννήτριες (κάθετου η οριζόντιου άξονα) για την άμεση παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος (και θερμότητας) ή άλλα συστήματα όπως η γεωθερμία χαμηλής ενθαλπίας (για την κάλυψη αναγκών θέρμανσης - ψύξης και τη μείωση των απαιτήσεων σε Φυσικό Αέριο (πηγή ενέργειας) ή ηλεκτρισμό (φορέας ενέργειας) είναι μερικές από τις διαθέσιμες τεχνολογίες. Σε ένα κόσμο που σύντομα αναμένεται να περάσει από τη χρήση υγρών καυσίμων στη χρήση ηλεκτρικού ρεύματος για την προσωπική του μετακίνηση. Αυξάνοντας τις απαιτήσεις του σε ηλεκτρική ενέργεια αλλά μειώνοντας και την εξάρτηση του από χώρες παραγωγούς υγρών και αερίων καυσίμων.
Επιστήμη. Στη διάθεση της ανθρωπότητας για να την βγάζει από τα αδιέξοδα.
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου