Loading...
Κλιματική Αλλαγή, Περιβαλλοντολογικά Προβλήματα και Δίκαιο Ενέργειας

Οι όψεις της Γεωθερμίας, ως μέσο ενεργειακής ασφάλειας

Γράφουν οι Καλλιόπη Λένναξ και Σπύρος Τουλουπάκης

Η γεωθερμική ενέργεια, ή γεωθερμία, συνιστά μια αναδυόμενη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Είναι η ενέργεια που αποθηκεύεται με τη μορφή θερμότητας κάτω από την επιφάνεια της γης, στα προσπελάσιμα τμήματα του φλοιού της. Η θερμότητα, που παράγεται αδιάκοπα στον πυρήνα της γης από την αργή αποσύνθεση ραδιενεργών σωματιδίων, μεταφέρεται στην επιφάνεια μέσω νερού ή ατμού. Οι πιο ενεργοί γεωθερμικοί πόροι βρίσκονται συνήθως κοντά σε ηφαίστεια, κατά μήκος των ορίων μεγάλων τεκτονικών πλακών. Αυτή η μορφή πράσινης ενέργειας, που βασίζεται στην εκμετάλλευση του υπόγειου γεωθερμικού δυναμικού μιας περιοχής, έχει μικρό περιβαλλοντικό αποτύπωμα. H έρευνα αυτή, στις δύο ενότητές της, επικεντρώνεται στην εξέταση των δύο όψεων της πηγής αυτής, εστιάζοντας στο ρόλο της ως «ανατροπέα των δεδομένων» (game changer) στο πεδίο της γεωπολιτικής.

Η χρήση γεωθερμικού ατμού για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ξεκίνησε στο Larderello της Ιταλίας, το 1913, με τη λειτουργία ενός γεωθερμικού σταθμού ισχύος 250 kWe. Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά τους, οι γεωθερμικοί πόροι μπορούν να αξιοποιηθούν σε άμεσες εφαρμογές, όπως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και εμμέσως, για θέρμανση και ψύξη, με κύριες χρήσεις τη θέρμανση χώρων, νερού, θερμοκηπίων και υδατοκαλλιεργειών, την τηλεθέρμανση κτιρίων ή πόλεων, τη γεωργία, την αφαλάτωση νερού για την κάλυψη της ύδρευσης, καθώς και για ποικίλες βιομηχανικές διαδικασίες.

Η γεωθερμία παρουσιάζει σημαντικές δυνατότητες ανάπτυξης, αφού εκτιμάται πως η ποσότητα θερμότητας, αποθηκευμένη σε βάθος 10.000 μέτρων από την επιφάνεια της γης, περιέχει 50.000 φορές περισσότερη ενέργεια από όλους τους πόρους πετρελαίου και φυσικού αερίου παγκοσμίως αθροιστικά. Κατά την τελευταία δεκαετία, η παγκόσμια εγκατεστημένη ισχύς της γεωθερμικής ενέργειας έχει παρουσιάσει σταδιακή αύξηση, φτάνοντας τα 14 GW το 2020 (IRENA, 2021). Η θερμική ενέργεια που καταναλώθηκε σε άμεσες γεωθερμικές εφαρμογές το 2019 έφτασε τις 283.580 GWh, σημειώνοντας αύξηση 72,3% σε σχέση με το 2015 και 11,5% σε σχέση με το 2018. Εστιάζοντας στην κατανομή της άμεσης χρήσης γεωθερμίας ανά ήπειρο, η Ασία και η Ευρώπη ηγούνται, καθώς 57 χώρες που ανήκουν στην ευρασιατική ήπειρο αντιπροσωπεύουν το 77,5% της παγκόσμιας εγκατεστημένης ισχύος και το 80,8% της άμεσης χρήσης. Μεταξύ των κορυφαίων χωρών με τη μέγιστη ετήσια κατανάλωση γεωθερμικής ενέργειας στην ηλεκτροπαραγωγή κατατάσσονται οι ΗΠΑ, η Ινδονησία, η Κένυα, οι Φιλιππίνες και η Τουρκία, ενώ σε αυτές προστίθενται η Ινδονησία, η Νέα Ζηλανδία, το Μεξικό, η Ιταλία, η Ισλανδία και η Κόστα Ρίκα, όσον αφορά στη συνολική εγκατεστημένη ισχύ.

Εικόνα 1: Global geothermal use, 2015 (International Geothermal Association)

Η γεωθερμική ενέργεια λειτουργεί, ταυτόχρονα, κι ως μέσο για μεγαλύτερη ενεργειακή ασφάλεια και ανεξαρτησία στα κράτη που την εντάσσουν στο ενεργειακό τους μίγμα, χωρίς, ωστόσο, αυτό να υποδηλώνει πως η εκμετάλλευση αυτού του ανεξάντλητου «ταμιευτήρα» ανανεώσιμης ενέργειας είναι πάντα μία εύκολη ή ταχεία υπόθεση.

ΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Η χρήση γεωθερμικής ενέργειας για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών παρουσιάζει ποικίλα πλεονεκτήματα, συγκρινόμενη με άλλες ανανεώσιμες ή συμβατικές μορφές ενέργειας. Αρχικά, αποτελεί μια ανεξάντλητη, βιώσιμη και αξιόπιστη πηγή, δεδομένου ότι η παραγωγή θερμότητας στον πυρήνα της Γης είναι διαρκής, και κάθε λειτουργικός σταθμός παραγωγής ενέργειας από γεωθερμία μπορεί να προσφέρει σταθερή παραγωγή για αρκετές δεκαετίες, χωρίς το πρόβλημα της διακοπτόμενης λειτουργίας που χαρακτηρίζει την αιολική ή την ηλιακή ενέργεια.

Παράλληλα, οι εγκαταστάσεις γεωθερμικής ενέργειας έχουν μικρή απαίτηση για χώρο και μικρότερη, κατ’ επέκταση, μακροχρόνια διατάραξη της γης, σε σύγκριση με υδροηλεκτρικούς σταθμούς ή σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με άνθρακα.

Σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα, η γεωθερμική ενέργεια απελευθερώνει χαμηλές έως αμελητέες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και ατμοσφαιρικούς ρύπους ανά μονάδα παραγόμενης ενέργειας, συμβάλλοντας, έτσι, στον μετριασμό των δυσμενών επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής. Εκτός αυτού, οι δραστηριότητες εξόρυξης, επεξεργασίας και μεταφοράς, που απαιτούνται στην περίπτωση των ορυκτών καυσίμων, παραλείπονται, οδηγώντας, κατ’ αυτόν τον τρόπο, σ’ ένα από τα μικρότερα αποτυπώματα γης (surface land footprints) ανά κιλοβάτ, συγκριτικά με τις λοιπές τεχνολογίες παραγωγής ενέργειας.

Εικόνα 2: Εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ανά πηγή (CSS, University of Michigan)

Εξετάζοντας τα συγκριτικά πλεονεκτήματα της γεωθερμίας, παρατηρούμε, επίσης, πως η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από γεωθερμικούς πόρους μπορεί, υπό ευνοϊκές γεωλογικές συνθήκες, να έχει σχετικά χαμηλό κόστος, ιδιαίτερα σε χαμηλής συντήρησης συστήματα αντλιών θερμότητας από το εδάφους. Ταυτόχρονα, ο πολλαπλασιασμός των θέσεων εργασίας και η καταβολή φόρων υποστηρίζουν την τοπική κοινότητα. Την ίδια στιγμή, με τις γεωθερμικές μονάδες παραγωγής ενέργειας, επιδιώκονται οι ελάχιστες δυνατές επιπτώσεις στην άγρια ​​ζωή και το φυσικό περιβάλλον, ο έλεγχος των επιπέδων θορύβου και η συνύπαρξη με άλλες αστικές δραστηριότητες, όπως η γεωργία ή το κυνήγι.

Ακόμα, σε γεωπολιτικό επίπεδο, η εκμετάλλευση των γεωθερμικών πόρων μειώνει την εξάρτηση από ορυκτά καύσιμα ή/και τις εισαγωγές ενέργειας από ασταθή, συχνά, πολιτικά περιβάλλοντα, και αυξάνει την ανθεκτικότητα έναντι των διακυμάνσεων στις τιμές ενέργειας και της εξάντλησης των πόρων, συμβάλλοντας, έτσι, σε μεγαλύτερη ενεργειακή ασφάλεια. Δεδομένου ότι η παραγωγή γεωθερμικής ενέργειας είναι εγχώρια, συμβάλλει στην αντιστάθμιση της εμπλοκής στο εσωτερικό άλλου κράτους, επεμβαίνοντας σε ξένες (ενεργειακές) υποθέσεις. Σε αυτά τα πλαίσια, ιδιαίτερα οφέλη προσφέρονται στις αναπτυσσόμενες χώρες, όπως η Κένυα, η Ινδονησία και πολλά νησιά της Καραϊβικής, των οποίων οι άφθονοι γεωθερμικοί πόροι δύνανται να προσφέρουν ενεργειακή και οικονομική ανεξαρτησία και περιβαλλοντική βιωσιμότητα.

Εντούτοις, όμοια με όλες τις συμβατικές και τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, η γεωθερμία παρουσιάζει ορισμένα αδύναμα σημεία. Ειδικότερα, μολονότι η απελευθέρωση θερμότητας από τον πυρήνα της Γης είναι διαρκής, προσφέροντας μία ανεξάντλητη πηγή ενέργειας, η εξάντληση των πόρων σε επίπεδο μεμονωμένου ταμιευτήρα είναι πιθανή και μπορεί να παρεμποδίσει τη δυνατότητα κάλυψης της ζήτησης σε ηλεκτρική ενέργεια και να οδηγήσει σε υψηλότερο κόστος παραγωγής.

Ταυτόχρονα, οι γεωθερμικοί πόροι βρίσκονται, συχνά, σε απομακρυσμένες περιοχές, βαθιά στον πυθμένα του ωκεανού, κάτω από παγετώνες, ή σε ορεινές περιοχές, με αποτέλεσμα να απαιτούνται υποδομές και συνδέσεις με συστήματα μεταφοράς για την επιτυχή πρόσβαση σε αυτές.

Σε ορισμένες περιοχές, οι γεωθερμικοί πόροι περιέχουν σημαντικές ποσότητες υδροθείου (H2S) και διοξειδίου του άνθρακα (CO2), που αναπόφευκτα απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα.

Παράλληλα, παρά το χαμηλότερο συγκριτικά κόστος ενέργειας, που επιτρέπει ένα εύλογο περιθώριο κέρδους, τα γεωθερμικά έργα ξεκινούν με υψηλό ρίσκο και υψηλότερο αρχικό κόστος επένδυσης, και συνεπάγονται μεγάλο κύκλο ανάπτυξης, εξειδικευμένη και πολύπλοκη συντήρηση, ενδεχόμενη χαμηλή παραγωγή, καθώς και περιβαλλοντικές επιπτώσεις, όπως η έντονη σεισμικότητα. Τα παραπάνω καθιστούν τα γεωθερμικά έργα, ιδίως στις φάσεις έρευνας και δοκιμαστικής γεώτρησης, λιγότερο ελκυστικά για τον ιδιωτικό τομέα.

Τέλος, ο ατμός και η θερμότητα, ως πόροι ενέργειας, είναι μη εμπορεύσιμοι (non-tradable)και περιορισμένοι ως προς την τοποθεσία (location-constrained), ενώ το μέγιστο δυναμικό κάθε μονάδας παραγωγής καθορίζεται ή/και περιορίζεται από την ικανότητα παραγωγής θερμότητας του υπόγειου ταμιευτήρα.

ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΚΑΙ ΕΥΡΩΠΑΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΣΦΑΛΕΙΑ

Με τα προτερήματα της γεωθερμίας να είναι πλέον γνωστά, εύλογα μπορεί κανείς να αναρωτηθεί εάν η Ευρωπαϊκή Ένωση είναι σε θέση να παράξει τέτοιου είδους ενέργεια και κατά πόσο μπορεί και εκείνη να συμβάλει στην ευρωπαϊκή ενεργειακή ασφάλεια. Ως ορισμό της ενεργειακής ασφάλειας, η παρούσα ανάλυση υιοθετεί εκείνον του Διεθνή Οργανισμού Ενέργειας, δηλαδή, την αδιάκοπη διαθεσιμότητα ενέργειας σε προσιτή τιμή. Επιπρόσθετα, η αξιοποίηση της γεωθερμίας συνάδει και με τις διαστάσεις ενός επιπλέον ορισμού της ενεργειακής ασφάλειας από το Κέντρο Ερευνών για την Ενέργεια Ασίας-Ειρηνικού (APERC), γνωστός ως 4Α: Διαθεσιμότητα (Availability), Προσιτότητα (Affordability), Αποδεκτότητα (Acceptability) και τέλος Προσβασιμότητα (Accessibility).

Αρχικά, θα πρέπει να επισημανθεί ότι πράγματι η ΕΕ όχι μόνο διαθέτει τέτοιους ταμιευτήρες αλλά και τους εκμεταλλεύεται σε κάποιο βαθμό για την παραγωγή ηλεκτρισμού (1740 MWe). Μάλιστα, σύμφωνα με σχετικές μελέτες η Ένωση, όχι μόνο διαθέτει εξαιρετικές προοπτικές αλλά εκτιμάται ότι θα παράγει 100-210 TWh ηλεκτρισμού αποκλειστικά μέσω γεωθερμίας μέχρι το 2050 (EGEC, 2019). Η συμβολή της γεωθερμίας, εφόσον ευοδωθεί ένα τέτοιο σενάριο, θα είναι αξιόλογη μιας και πρόκειται για μια μορφή ΑΠΕ που είναι διαρκώς διαθέσιμη προς αξιοποίηση (Αvailability). Εξυπακούεται, έτσι, ότι η περεταίρω αύξηση στην χωρητικότητα ευρωπαϊκών ΑΠΕ με την γεωθερμική συνεισφορά είναι προς όφελος της ευρωπαϊκής ενεργειακής ασφάλειας.

Επιπρόσθετα, οι μηδαμινές σχεδόν εκπομπές ρύπων κατά την εξόρυξη, σε συνδυασμό με την περιορισμένη εδαφική και περιβαλλοντική επιβάρυνση συμπίπτουν πλήρως με τις ευρωπαϊκές περιβαλλοντικές ανησυχίες. Συγκεκριμένα, σε πρώτο χρόνο η περιβαλλοντική διάσταση της ευρωπαϊκής ενεργειακής ασφάλειας (Αcceptability) εκπληρώνεται μέσω της μείωσης των ρύπων και, σε δεύτερο χρόνο, η ΕΕ βάζει ένα λιθαράκι ακόμα στην αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής και την εκπλήρωση του πλάνου Ευρώπη 2050.Υπογραμμιζεται, βέβαια, πως ο περιβαλλοντικός αντίκτυπος της γεωθερμίας λειτουργεί συχνά ως εργαλείο στα χέρια αρνητικά προκατειλημμένων τοπικών κοινοτήτων, που αψηφούν τα ποικίλα πλεονεκτήματα.

Άξιο αναφοράς αποτελεί, επίσης, το γεγονός ότι το χαμηλό κόστος παραγωγής ηλεκτρισμού από γεωθερμία, σε συνδυασμό με το ιδιαίτερα εύλογο κόστος επένδυσης (1 εκατομμύριο ευρώ ανά MW εγκατεστημένης χωρητικότητας, 0,02 ευρώ ανά ΚWh), εξασφαλίζουν αξιοσημείωτη εξοικονόμηση πόρων, υλοποιώντας, έτσι, μία επιπρόσθετη διάσταση των 4A εκείνη της Προσιτότητας (Affordability). Συνεπώς, μέρος αυτών των πόρων μπορεί να διοχετευθεί στην έρευνα νέων τεχνολογιών, καθώς και σε περεταίρω αξιοποίηση ανανεώσιμων πόρων.

Η ολοκλήρωση της παρούσας έρευνας δεν θα μπορούσε να πραγματωθεί εάν δεν  διευκρινιζόταν, τελικά, το πώς η γεωθερμία μπορεί συμβάλει στην ευρωπαϊκή ενεργειακή ασφάλεια. Είναι ευρέως γνωστό ότι η ΕΕ αντιμετωπίζει μονίμως ενεργειακό πρόβλημα και κάθε άλλο πάρα αυτάρκης μπορεί να χαρακτηριστεί στο ενεργειακό σκέλος. H εγχώρια ενεργειακή παραγωγή της είναι σε διαρκή πτώση, σε αντίθεση με την ζήτηση η οποία είναι μονίμως ανιούσα, με αποτέλεσμα το ενεργειακό έλλειμα να ικανοποιείται αναγκαστικά μέσω εισαγωγών από τρίτες χώρες. Ενδεικτικά, το 2018, η Ένωση εισήγαγε περίπου το 94% και 83,2% των αναγκών της σε πετρέλαιο και φυσικό αέριο αντίστοιχα, από χώρες όπως η Ρωσία, το Ιράκ, η Σαουδική Αραβία, η Νορβηγία η Αλγερία και το Κατάρ. Αναπόφευκτα, η ενεργειακή αδυναμία της Ευρώπης μετατοπίζεται και στον τομέα του ηλεκτρισμού, καθώς μεγάλο μέρος των εισαγωγών καταναλώνεται εκεί. Η γεωθερμία έρχεται να παίξει καθοριστικό ρολό στη μείωση των εισαγόμενων ορυκτών καυσίμων και άρα στην βελτίωση της ευρωπαϊκής ενεργειακής αυτάρκειας, μέσω της συνεισφοράς της στην παραγωγή ηλεκτρισμού από ανανεώσιμες πηγές.

Εν κατακλείδι, είναι ξεκάθαρο ότι η πλήρης αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας θα χρειαστεί περεταίρω χρόνο για να ευοδώσει. Άλλωστε, όπως κάθε μορφή ενέργειας, και εκείνη παρουσιάζει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, χωρίς ωστόσο να είναι ξεκάθαρο ποια πλευρά του νομίσματος επικρατεί. Η περιβαλλοντική ή η οικονομική οπτική είναι εκείνη που δύναται να στρέψει την ζυγαριά υπέρ της μιας ή της άλλης πλευράς. Σε κάθε περίπτωση, η γεωθερμία με τα χαρακτηριστικά που τη διέπουν είναι βέβαιο ότι, αν και δεν θα καταστήσει την ΕΕ απολύτως ενεργειακά αυτάρκη, δύναται να συμβάλει σημαντικά σε αυτό.

Πηγές

Blodgett, L., & Stack, K., 2014. Geothermal 101: Basics of Geothermal Energy (σελ. 35-59). Διαθέσιμο σε: https://www.geothermal.org/sites/default/files/2021-02/Geothermal_101-Basics_of_Geothermal_Energy.pdf

Center for sustainable systems university of Michigan, 2021. Geothermal Energy Factsheet. Διαθέσιμο σε: https://css.umich.edu/factsheets/geothermal-energy-factsheet

Dalla Longa, F., Nogueira, L., Limberger, J., Wees, J., & van der Zwaan, B., 2020. Scenarios for geothermal energy deployment in Europe. Διαθέσιμο σε: https://ideas.repec.org/a/eee/energy/v206y2020ics0360544220311671.html

European Commission, 2021. EU Energy in Figures. Διαθέσιμο σε: https://www.euneighbours.eu/sites/default/files/publications/2020-09/pocketbook_energy_2020_pdf-080920.pdf

Garabetian, T., Dumas, P., Serrano, C., Mazzagatti, V., Kumar, S., & Dimitrisina, R. et al., 2021. 2019 EGEC Geothermal Market Report Key Findings. Διαθέσιμο σε: https://www.egec.org/wp-content/uploads/2020/06/MR19_KeyFindings_new-cover.pdf

Gehringer, M., & Loksha, V., 2012. Geothermal handbook: Planning and Financing Power Generation. Διαθέσιμο σε: https://www.esmap.org/sites/esmap.org/files/DocumentLibrary/FINAL_Geothermal%20Handbook_TR002-12_Reduced.pdf

ΙΕΑ, 2010. Renewable Energy Essentials: Geothermal. Διαθέσιμο σε: https://iea.blob.core.windows.net/assets/aac4f151-c148-4b0e-bf64-f80a92a40fb4/Geothermal_Essentials.pdf.

International Geothermal Association, 2021. Geothermal Power Database. Διαθέσιμο σε: https://www.geothermal-energy.org/explore/our-databases/geothermal-power-database/

IRENA, 2021. Geothermal Energy. Διαθέσιμο σε: https://irena.org/geothermal.

IRENA, 2017. Geothermal Power Technology Brief Διαθέσιμο σε: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2017/Aug/IRENA_Geothermal_Power_2017.pdf

Lund, J., & Toth, A., 2020. Direct Utilization of Geothermal Energy 2020 Worldwide Review. Διαθέσιμο σε: https://www.researchgate.net/publication/346999421_Direct_utilization_of_geothermal_energy_2020_worldwide_review

Paravantis, J. A., 2019. Dimensions, Components and Metrics of Energy Security: Review and Synthesis. Διαθέσιμο σε: https://spoudai.unipi.gr/index.php/spoudai/article/view/2755

REN21, 2021. Renewables 2020 Global Status Report. Διαθέσιμο σε: https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/gsr_2020_full_report_en.pdf

Świerszcz, K., Grenda, B., & Szczurek, T., 2019. The Importance of Geothermal Energy in Energy Security: Towards Counteracting Energy Poverty of Households. Διαθέσιμο σε: https://www.researchgate.net/publication/335453275_The_Importance_of_Geothermal_Energy_in_Energy_Security_Towards_Counteracting_Energy_Poverty_of_Households

Πηγή εικόνας: Geothermal Energy: Expansion Well Underway in Developing Countries (worldbank.org)