Ο άνθρακας γίνεται θησαυρός

Νέα τεχνολογία προσφέρει καθαρότερη ηλεκτρική ενέργεια με σχεδόν μηδενικούς ρύπους
Του Κωστα Δεληγιαννη

Σε πολλούς, η πόλη Spremberg στην επαρχία Schwarze Pumpe είναι γνωστή ως η «Βρώμικη Πόλη» της πρώην Ανατολικής Γερμανίας κι αυτό γιατί χάρη στα πλούσια κοιτάσματά της σε λιγνίτη, εδώ παραγόταν για πολλές δεκαετίες ένα μεγάλο ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας που κατανάλωναν οι Ανατολικογερμανοί. Αν και η κατάσταση βελτιώθηκε το 1997 όταν τα παλιά θερμοηλεκτρικά εργοστάσια αντικαταστάθηκαν από ένα νέο υπερσύγχρονης τεχνολογίας,
Νέα τεχνολογία προσφέρει καθαρότερη ηλεκτρική ενέργεια με σχεδόν μηδενικούς ρύπους
Του Κωστα Δεληγιαννη

Σε πολλούς, η πόλη Spremberg στην επαρχία Schwarze Pumpe είναι γνωστή ως η «Βρώμικη Πόλη» της πρώην Ανατολικής Γερμανίας κι αυτό γιατί χάρη στα πλούσια κοιτάσματά της σε λιγνίτη, εδώ παραγόταν για πολλές δεκαετίες ένα μεγάλο ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας που κατανάλωναν οι Ανατολικογερμανοί. Αν και η κατάσταση βελτιώθηκε το 1997 όταν τα παλιά θερμοηλεκτρικά εργοστάσια αντικαταστάθηκαν από ένα νέο υπερσύγχρονης τεχνολογίας,η έντονη οσμή και το φωτοχημικό νέφος δεν εγκατέλειψαν την περιοχή. Νέφος όμως το οποίο οφείλεται στα καυσαέρια από τα φουγάρα μόνο του συγκεκριμένου εργοστασίου. Η δεύτερη μονάδα της σουηδικής εταιρείας Vattenfall, η οποία ξεκίνησε να λειτουργεί τον περασμένο Σεπτέμβριο και παράγει ρεύμα το οποίο καλύπτει τις ανάγκες 20.000 κατοίκων, αφήνει ένα ελάχιστο ποσοστό του παραγόμενου CO2 να διαφύγει στον αέρα.
Πιο συγκεκριμένα, η μονάδα αυτή χρησιμοποιεί πιλοτικά μία από τις πλέον υποσχόμενες τεχνολογίες για τη «δέσμευση και αποθήκευση του άνθρακα» (carbon capture and storage, CCS). Μια τεχνολογία που στοχεύει να ελαχιστοποιήσει τις εκπομπές όχι μόνο των ανθρακικών αερίων, αλλά και των υπόλοιπων ρύπων που δημιουργούνται από την κατανάλωση λιγνίτη: σύμφωνα άλλωστε με τη Διεθνή Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή, αν τέτοιες διαδικασίες απορρύπανσης εφαρμόζονταν σε όλα τα νέα θερμοηλεκτρικά εργοστάσια, έως το 2050 θα μειωνόταν κατά 50% η επιβάρυνση που προκαλεί η ηλεκτροπαραγωγή από ορυκτό άνθρακα στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
Η καινοτομία της μονάδας στη Spremberg είναι ότι ο λιγνίτης καίγεται παρουσία καθαρού οξυγόνου ώστε να μην παράγονται αζωτούχες ενώσεις, ενώ στη συνέχεια από τα καυσαέρια αφαιρούνται τα υπόλοιπα συστατικά, έτσι το καθαρό CO2 που απομένει μπορεί να συμπιεσθεί και να αποθηκευτεί προσωρινά σε ειδικές δεξαμενές. Και η λειτουργία της μέσα σε αυτούς τους λίγους μήνες έχει αποδείξει πως η διαδικασία αυτή (που ονομάζεται τεχνολογία oxyfuel) μπορεί να μειώσει δραστικά την περιβαλλοντική επιβάρυνση των θερμοηλεκτρικών εργοστασίων: κατά 95%, το CO2 καταλήγει στις δεξαμενές του εργοστασίου αντί να μολύνει την ατμόσφαιρα.

Υπάρχουν λύσεις

Ωστόσο, η τεχνολογία oxyfuel δεν είναι η μόνη λύση στην οποία έχουν καταλήξει οι επιστήμονες για τον περιορισμό των εκπομπών CO2 από τα θερμοηλεκτρικά εργοστάσια. Αλλες ερευνητικές ομάδες διερευνούν την πιθανότητα δέσμευσης του άνθρακα πριν από την καύση (precombustion μέθοδος) ή τη χημική αφαίρεση του διοξειδίου από τα καυσαέρια, χρησιμοποιώντας ειδικές χημικές ενώσεις (μέθοδος postcombustion). «Σε όλες τις περιπτώσεις, το ποσοστό δέσμευσης ξεπερνά το 90%», τονίζει στην «Κ» ο κ. Μανώλης Κακαράς, καθηγητής στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο και διευθυντής του Ινστιτούτου Τεχνολογίας & Εφαρμογών Στερεών Καυσίμων (ΙΤΕΣΚ).
Γι’ αυτό και πιλοτικές μονάδες –όπως αυτή του Spremberg– είτε λειτουργούν ήδη σε αρκετές χώρες του κόσμου είτε αναμένεται να κατασκευασθούν σύντομα: στη Δανία, για παράδειγμα, ένα παρόμοιο θερμοηλεκτρικό εργοστάσιο βρίσκεται σε λειτουργία από το 2006, ενώ οι ΗΠΑ και ο Καναδάς προγραμματίζουν τη δημιουργία αντίστοιχων εγκαταστάσεων οι οποίες θα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια κατακρατώντας σχεδόν κατά 100% τα παραγόμενα καυσαέρια. Μάλιστα, μόλις τον περασμένο Νοέμβριο η Ευρωπαϊκή Ενωση ανακοίνωσε ότι θα επιδοτήσει την κατασκευή 12 τέτοιων εργοστασίων ακόμη μεγαλύτερης ισχύος, ώστε οι τεχνολογίες δέσμευσης του διοξειδίου του άνθρακα να δοκιμαστούν σε βιομηχανική κλίμακα.
«Ο λόγος είναι πως η ανάγκη για την αντιμετώπιση του φαινομένου του θερμοκηπίου έρχεται σε μια εποχή όπου πρέπει παράλληλα να βρούμε τρόπους ενίσχυσης της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας», υπογραμμίζει στην «Κ» ο κ. Κακαράς. Ετσι, αν μόνο στη Γηραιά Ηπειρο η παραγωγή πρέπει να αυξηθεί κατά 300.000 MW μέχρι το 2050 –είτε λόγω της αντικατάστασης των παλαιών θερμοηλεκτρικών εργοστασίων είτε λόγω της ολοένα μεγαλύτερης κατανάλωσης ρεύματος– «ο ορυκτός άνθρακας είναι μια επιλογή που έχει αρκετά πλεονεκτήματα: τα κοιτάσματά του όχι μόνο είναι διασπαρμένα σχεδόν σε όλα τα μήκη και τα πλάτη του πλανήτη, αλλά και περιέχουν ποσότητες καυσίμου που φαίνεται ότι επαρκούν για τα επόμενα 200 χρόνια», συμπληρώνει ο Ελληνας καθηγητής. Και οι τεχνολογίες CCS στοχεύουν να μετατρέψουν τη λύση του ρυπογόνου γαιάνθρακα από «αναγκαίο κακό» σε μια φιλικότερη προς το περιβάλλον μέθοδο ηλεκτροπαραγωγής.

Οι μέθοδοι δέσμευσης και το κόστος παραγωγής

Ωστόσο, όπως συμβαίνει με όλες τις νεοεμφανιζόμενες τεχνολογίες, έτσι και οι μέθοδοι δέσμευσης και αποθήκευσης του άνθρακα απομένει να αποδειχθούν αποτελεσματικές στην πράξη, κάτι που θα φανεί από τη λειτουργία πιλοτικών μονάδων, όπως αυτή στην πόλη Spremberg. Αλλωστε, ακόμη κι αν το CO2 φιλτράρεται σε ποσοστό τουλάχιστον 90%, πρέπει να αναπτυχθούν υλικά για τη φύλαξή του τα οποία να μην διαβρώνονται και, το κυριότερο, να βρεθούν χώροι για τη μόνιμη αποθήκευσή του στο υπέδαφος, οι οποίοι να διασφαλίζουν πως το αέριο δεν θα διαρρεύσει στην ατμόσφαιρα ακόμη κι έπειτα από εκατοντάδες χρόνια. «Οι κύριες λύσεις που διερευνώνται είναι παλιές γεωτρήσεις εξόρυξης πετρελαίου ή υπόγειοι υδροφορείς αλατούχου νερού, σε βάθη μεγαλύτερα από 800 μέτρα ώστε το CO2 να υγροποιηθεί και να παραμείνει εγκλωβισμένο», προσθέτει ο κ. Κακαράς. Τέτοιες εφαρμογές μετρούν μάλιστα ήδη 10 χρόνια ζωής στη Βόρεια Θάλασσα και την Αλγερία, για την αποθήκευση του διοξειδίου του άνθρακα «Στην περιοχή του Sleipner της Νορβηγίας για παράδειγμα, αποθηκεύονται ετησίως 1 εκατ. τόνοι διοξειδίου του άνθρακα, χωρίς μέχρι σήμερα να έχει παρουσιαστεί καμία διαρροή», συμπληρώνει στην «Κ» ο κ. Νίκος Κούκουζας, διευθυντής ερευνών στο Εθνικό Κέντρο Ερευνας & Τεχνολογικής Ανάπτυξης.
Πέρα από τα ζητήματα ασφάλειας, μήπως αυτές οι τεχνικές αυξάνουν σημαντικά το κόστος παραγωγής ρεύματος από γαιάνθρακα, καθιστώντας την οικονομικά ασύμφορη; Ο κ. Κακαράς υποστηρίζει ότι η λογική των επιδοτήσεων που ακολουθεί η Ευρωπαϊκή Ενωση κινείται προς τη σωστή κατεύθυνση, αφού οι μέθοδοι δέσμευσης του CO2 θα μπορέσουν να γίνουν πιο ανταγωνιστικές μόνον αφότου κατασκευαστούν τα «πρώτης γενιάς» εργοστάσια και εξελιχθεί η τεχνολογία. Από την άλλη μεριά, οι οικολογικές οργανώσεις δείχνουν διχασμένες: κάποιες, όπως η WWF, υποστηρίζουν ότι οι τεχνικές CCS μπορούν όντως να συμβάλουν στην αντιμετώπιση της πλανητικής υπερθέρμανσης. Κάποιες άλλες, ότι συνεπάγονται τεράστια κεφάλαια που θα μπορούσαν να επενδυθούν απευθείας στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. «Νομίζω πάντως ότι, σε ορίζοντα 50ετίας, οι τεχνολογίες CCS και οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας είναι συμπληρωματικές και όχι αλληλοαποκλειόμενες λύσεις», δίνει τη δική του εκδοχή ο καθηγητής του ΕΜΠ κ. Κακαράς. «Αλλωστε, δεν υπάρχει καμία ενεργειακή μελέτη που να προβλέπει ότι οι ανανεώσιμες πηγές θα μπορούσαν μέχρι το 2050 να καλύψουν πλήρως τις ανάγκες μας σε ηλεκτρισμό».

Υπό όρους, εφαρμόσιμη και στην Ελλάδα

Σε λίγα χρόνια, το κόστος από το CO2 που εκπέμπουν η ΔΕΗ και οι ιδιωτικές επιχειρήσεις ηλεκτρισμού θα αρχίσει να επιβαρύνει σημαντικά τον προϋπολογισμό τους, αφού όλες οι εταιρείες ηλεκτροπαραγωγής δεν θα λαμβάνουν πλέον δωρεάν τις «πιστώσεις» για τους ρύπους που παράγουν, αλλά θα πρέπει πλέον να τις αγοράζουν.
Από την άλλη πλευρά, οι νέες λιγνιτικές μονάδες που προγραμματίζονται για τη Φλώρινα και την Πτολεμαΐδα θα είναι κατασκευασμένες με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να μπορούν να συνδυαστούν με μονάδες δέσμευσης του CO2. «Ολα αυτά τα στοιχεία, σε συνδυασμό με το πρόγραμμα επιδοτήσεων που έχει εγκρίνει η Ευρωπαϊκή Ενωση για τις τεχνολογίες CCS, δημιουργούν μία ευνοϊκή συγκυρία ώστε να δημιουργηθεί κάποια πιλοτική μονάδα και στην Ελλάδα», λέει στην «Κ» ο κ. Μαν. Κακαράς, καθηγητής στο ΕΜΠ.
Βέβαια, απαραίτητη προϋπόθεση είναι να βρεθούν γεωλογικοί σχηματισμοί στο ελληνικό υπέδαφος στους οποίους να μπορεί να αποθηκευτεί αυτό το CO2. «Η πιο ασφαλής επιλογή για ένα τέτοιο σενάριο θα ήταν η λεκάνη του Πρίνου, ανοιχτά της Καβάλας, αφού εκεί γνωρίζουμε ότι υπάρχουν κοιτάσματα πετρελαίου τα οποία εδώ και χιλιετίες δεν έχουν εμφανίσει διαρροές υδρογονανθράκων στην ατμόσφαιρα», συμπληρώνει ο κ. Νικ. Κούκουζας, διευθυντής Ερευνών. «Ετσι, αν διοχετεύαμε το CO2 σε αυτές τις κοιλότητες, ουσιαστικά θα αντιγράφαμε ένα μηχανισμό που ήδη χρησιμοποιεί η Φύση».
Αλλα σενάρια που ερευνούν οι επιστήμονες είναι εκτάσεις γύρω από την Πτολεμαΐδα ή η Μεσοελληνική Αύλακα, μία περιοχή που ξεκινά από τη Θεσσαλονίκη και φτάνει μέχρι τη Φλώρινα. Ωστόσο, όπως λέει ο κ. Κούκουζας, σε κάθε περίπτωση θα χρειαστούν συστηματικές γεωλογικές και σεισμολογικές μελέτες των υποψήφιων περιοχών, αλλά και γεωτρήσεις σε βάθη μεγαλύτερα από 800 μέτρα.

αναδημοσίευση όλου του άρθρου από την εφημερίδα ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ 1.3.09