Ποιες είναι οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας
Η συνήθης ερώτηση «για πόσο καιρό ακόμη θα παράγεται πετρέλαιο», είναι λάθος ερώτηση. Η κρίσιμη ερώτηση είναι «ποια μέρα θα παραχθεί η μέγιστη δυνατή ποσότητα πετρελαίου». Μετά από αυτή την ημέρα, το πετρέλαιο θα αποτελεί μια αμετάκλητα μειούμενη πηγή η οποία δεν θα μπορεί πλέον να καλύψει τη ζήτηση που υπάρχει.
Το πετρέλαιο κινεί τον σύγχρονο κόσμο. Έχει φέρει μεγάλες αλλαγές στην οικονομία και στον τρόπο ζωής του ανθρώπου σε διάστημα μικρότερο από 200 χρόνια. Τίποτε άλλο δεν έχει τέτοια επίπτωση σε τόσο μεγάλο μέρος του πληθυσμού, τόσο γρήγορα, με τόσους πολλούς τρόπους σε όλη τη γη, όσο η χρήση του πετρελαίου. Το πετρέλαιο είναι όμως μια πεπερασμένη πηγή. Η κορύφωση της ανακάλυψης νέων κοιτασμάτων πραγματοποιήθηκε στα μέσα της δεκαετίας του ’60. Παρ’ ότι οι εκτιμήσεις διαφέρουν ελαφρά μεταξύ τους, είναι σχεδόν ξεκάθαρο ότι το παγκόσμιο ανώτατο επίπεδο παραγωγής θα επιτευχθεί το αργότερο μέχρι το 2020.
Ο βιομηχανικός κόσμος χρησιμοποιεί περίπου 26 δισεκατομμύρια βαρέλια πετρελαίου το χρόνο, ενώ τα νέα κοιτάσματα που ανακαλύπτονται μπορούν να αποδώσουν περίπου 5,5 δισεκατομμύρια βαρέλια ετησίως. Είναι σαφές, λοιπόν, πως ο κόσμος θα ξεμείνει από πετρέλαιο σύντομα. Όλες οι γνώμες συγκλίνουν πλέον στην ανάγκη εξεύρεσης εναλλακτικών πηγών ενέργειας.
Αυτές οι πηγές ενέργειας μπορούν να ταξινομηθούν σε μη ανανεώσιμες και ανανεώσιμες.
Μη ανανεώσιμες εναλλακτικές πηγές είναι το «βαρύ πετρέλαιο», ο άνθρακας, το φυσικό αέριο, η πυρηνική σχάση και η γεωθερμική ενέργεια.
Ανανεώσιμες εναλλακτικές πηγές είναι η ξυλεία και γενικά η βιομάζα, η υδροηλεκτρική ενέργεια, η ηλιακή ενέργεια, η αιολική ενέργεια, η ενέργεια των κυμάτων, η ενέργεια της παλίρροιας, η πυρηνική σύντηξη, η θερμική ενέργεια των ωκεανών, το υδρογόνο.
Παρακάτω αναλύονται σύντομα οι εναλλακτικές αυτές πηγές ενέργειας, τα πλεονεκτήματα και οι περιορισμοί τους, καθώς και η δυνατότητά τους να αντικαταστήσουν το πετρέλαιο μεμονωμένα ή συνολικά.
Το «βαρύ πετρέλαιο»
Το πετρέλαιο αυτό υπάρχει σε τεράστιες ποσότητες (τρισεκατομμύρια βαρέλια), ιδίως στις ΗΠΑ, τον Καναδά και τη Βενεζουέλα. Είναι πραγματικό πετρέλαιο, εγκλωβισμένο σε γεωλογικούς σχηματισμούς που απαιτούν ιδιαίτερους χειρισμούς για την απόκτησή του. Οι σχηματισμοί αυτοί πρέπει να εξορυχθούν και στη συνέχεια να υποστούν επεξεργασία με μια σειρά μεθόδων (εξαγωγή του πετρελαίου με ζεστό νερό ή ατμό). Λόγω αυτής της διεργασίας, το καθαρό όφελος σε ενέργεια είναι σημαντικά μικρότερο από τις συμβατικά εξαγόμενες ποσότητες πετρελαίου από τις πετρελαιοπηγές κι έχει σοβαρούς περιβαλλοντικούς περιορισμούς. Τα κοιτάσματα αυτά μπορούν να αντικαταστήσουν το συμβατικό πετρέλαιο μόνο σε μικρό βαθμό.
Ο άνθρακας
Ο άνθρακας είναι μια σοβαρή ενεργειακή πηγή, αλλά δεν είναι τόσο εύκολος ο χειρισμός και η μεταφορά του, όσο του υγρού πετρελαίου, ενώ ταυτόχρονα έχει μικρότερη ενεργειακή περιεκτικότητα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά η μετατροπή του σε καύσιμο υγρής μορφής για τις μηχανές εσωτερικής καύσης είναι ιδιαίτερα ακριβή και η εξόρυξη τόσο μεγάλων ποσοτήτων ανέφικτη. Ο άνθρακας μπορεί να αντικαταστήσει το πετρέλαιο σε αρκετές χρήσεις, αλλά όχι στις περισσότερες. Παρ’ ότι έχει γίνει μεγάλη πρόοδος στη χρήση του, υπάρχουν σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα και συμβάλλει σημαντικά στην αύξηση των αερίων που ευθύνονται για το «φαινόμενο του θερμοκηπίου».
Το φυσικό αέριο
Υπάρχουν πολύ μεγάλα αποθέματα, εγκλωβισμένα σε μικρού πάχους θύλακες μεταξύ άλλων πετρωμάτων. Τα σημαντικότερα κοιτάσματα βρίσκονται στην Αρκτική ζώνη και μεταξύ των ηπειρωτικών πλακών όπου επικρατούν πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Ιδιαίτερες γνώσεις άντλησης έχουν αναπτύξει οι Ιάπωνες και οι Ρώσοι και η πιθανότητα οικονομικής εκμετάλλευσής του διαφαίνεται μεγαλύτερη με την πάροδο του χρόνου.
Πυρηνική σχάση
Είναι μια πολύ αποδοτική πηγή ενέργειας αλλά υπάρχει σοβαρότατο πρόβλημα με τη διάθεση των αποβλήτων που παράγονται, τα οποία είναι ραδιενεργά.
Το τελικό προϊόν της πυρηνικής σχάσης καθώς και των περισσότερων εναλλακτικών πηγών ενέργειας, είναι ο ηλεκτρισμός. Αυτό δημιουργεί ένα πολύ σοβαρό πρόβλημα. Δεν έχει ανακαλυφθεί ακόμη ο τρόπος που ο ηλεκτρισμός θα αντικαταστήσει τα υγρά καύσιμα σε τουλάχιστον 600 εκατομμύρια πετρελαιοκίνητα οχήματα. Στην πράξη, δεν έχει βρεθεί αποδοτικός τρόπος κίνησης των παντός τύπου οχημάτων με μπαταρίες, που είναι ακόμη χαμηλής απόδοσης και μεγάλου βάρους και ιδιαίτερα των μεγάλων φορτηγών οχημάτων ή των αεροπλάνων. Για παράδειγμα, 3,5 λίτρα βενζίνης που ζυγίζουν περίπου 3,5 κιλά αποδίδουν την ίδια ενέργεια με εκείνη που αποδίδει ένας τόνος κοινών μπαταριών. Ακόμη και στο μέλλον δεν κρίνεται εφικτή η πτήση ενός μεγάλου αεροπλάνου για 14 ώρες με 600 χιλ./ώρα, πτήση που σήμερα πραγματοποιείται με το πετρέλαιο, αντικαθιστώντας την κινητήρια δύναμή του με ηλεκτρικούς συσσωρευτές. Η αντικατάσταση του πετρελαίου από εναλλακτική πηγή ενέργειας, που ως τελικό προϊόν έχει τον ηλεκτρισμό, δεν φαίνεται προς το παρόν εφικτή.
Γεωθερμική ενέργεια
Σε λίγα μόνο σημεία του πλανήτη είναι εύκολη η εκμετάλλευση του ατμού ή του ζεστού νερού που βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Η αντικατάσταση του πετρελαίου από αυτή την πηγή ενέργειας μπορεί να είναι πολύ μικρής κλίμακας, ενώ υπάρχει το πρόβλημα που περιγράφηκε παραπάνω σε ό,τι αφορά την αντικατάσταση του πετρελαίου με ηλεκτρισμό.
Υδροηλεκτρική ενέργεια
Αρχικά θεωρήθηκε μια καθαρή, ανανεώσιμη, φιλική προς το περιβάλλον πηγή ενέργειας. Στη συνέχεια, αποδείχθηκε ότι προκαλούνται σημαντικές ζημιές στο περιβάλλον από την κατάκλυση μεγάλων περιοχών με νερό και την καταστροφή της άγριας φύσης, καθώς και ζημιά σε είδη και πληθυσμούς ψαριών με την αποκοπή των δρόμων μετανάστευσής τους, λόγω των μεγάλων φραγμάτων που κατασκευάστηκαν, ενώ οι τεχνητές λίμνες αχρηστεύονται σχετικά σύντομα από τα ιζήματα που συγκεντρώνονται. Και πάλι, βέβαια, τελικό προϊόν είναι ο ηλεκτρισμός, ένας μη βολικός αντικαταστάτης του πετρελαίου.
Ηλιακή ενέργεια
Είναι μια διαφημισμένη πηγή ενέργειας του μέλλοντος η οποία βασίζεται ταυτόχρονα στη σκέψη ότι είναι ανεξάντλητη. Δεν σημαίνει όμως ότι είναι πράγματι τόσο βολική. Ο ήλιος θα υπάρχει πράγματι για μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά για κάθε δεδομένη χρονική στιγμή, κάθε σημείο στον πλανήτη μπορεί να χρησιμοποιήσει μόνο την ηλιακή ποσότητα που εκείνη τη στιγμή δέχεται. Αυτό σημαίνει ότι κατά τη διάρκεια της νύχτας, σε έντονη νεφοκάλυψη, σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη με μεγάλη διάρκεια νύχτας, η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας είναι πολύ μικρή. Ταυτόχρονα, απαιτούνται τεράστιες εγκαταστάσεις για την ικανοποιητική εκμετάλλευση της ενέργειας αυτής. Υπολογίστηκε ότι για την κάλυψη των αναγκών της πολιτείας του Όρεγκον των ΗΠΑ, απαιτούνται εγκαταστάσεις επιφάνειας 60 τετραγωνικών μιλίων με το 10% των συλλεκτών να χρειάζονται αντικατάσταση κάθε χρόνο. Το σημαντικότερο πρόβλημα είναι η αποθήκευση της απαιτούμενης ενέργειας όταν δεν μπορεί να ληφθεί από τον ήλιο, ενώ ταυτόχρονα το τελικό προϊόν είναι ο ηλεκτρισμός, ένα προβληματικό προϊόν αντικατάστασης του πετρελαίου.
Αιολική ενέργεια
Είναι παρόμοιας αποδοτικότητας με την ηλιακή ενέργεια. Προκαλεί πολύ συχνά αντιδράσεις από διάφορους φορείς σε ό,τι αφορά περιβαλλοντικές επιπτώσεις στην πτηνοπανίδα ή στην αισθητική της περιοχής όπου εγκαθίστανται τα πάρκα των ανεμογεννητριών και παράλληλα παράγεται ηλεκτρισμός με τα γνωστά προβλήματα όσον αφορά την ικανότητά του για την αντικατάσταση του πετρελαίου.
Ενέργεια των κυμάτων
Κάθε είδους εγκαταστάσεις έχουν δοκιμαστεί χωρίς ιδιαίτερα ικανοποιητικά αποτελέσματα. Για την εκμετάλλευσή της χρησιμοποιούνται συστήματα πιστονιών που κινούνται από τα κύματα, μετατρέποντας την ενέργειά τους σε ηλεκτρική. Εφαρμόστηκε στην Ολλανδία, αλλά στη συνέχεια το πρόγραμμα εγκαταλείφθηκε μια και η παραγωγή μεγάλης ποσότητας ενέργειας από αυτή την πηγή φαίνεται υπερβολικά μακρινή δυνατότητα.
Ενέργεια της παλίρροιας
Εκμεταλλεύεται τη δύναμη της παλίρροιας σε στενά θαλάσσια περάσματα. Μόνο εννέα περιοχές στον κόσμο διαπιστώθηκε ότι πληρούν τα κριτήρια για τέτοιου είδους κατασκευές και σήμερα χρησιμοποιούνται μόνο οι δύο. Οι εγκαταστάσεις σε τόσο ευαίσθητες περιβαλλοντικά περιοχές, όπου συγκεντρώνονται μεγάλοι αριθμοί υδρόβιων και παρυδάτιων πτηνών, κρίθηκε ότι προκαλούν σημαντικές επιπτώσεις τόσο στην πτηνοπανίδα όσο και στην ιχθυοπανίδα της περιοχής. Και πάλι, βέβαια, το προϊόν είναι ο ηλεκτρισμός.
Θερμική ενέργεια των ωκεανών
Είναι μια θεωρητική εκμετάλλευση της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ της επιφάνειας και του πυθμένα των ωκεανών. Η διαφορά αυτή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μετατροπή υγρής αμμωνίας σε αέριο και την εκμετάλλευση της πίεσης που παράγεται. Οι εγκαταστάσεις που απαιτούνται είναι τεράστιες, εντός του ωκεανού, η αποδοτικότητα πολύ χαμηλή και το τελικό προϊόν είναι ηλεκτρισμός και όχι πετρέλαιο.
Ξυλεία και άλλη βιομάζα
Η ξυλεία έχει χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για πολύ μεγάλο διάστημα, με επακόλουθο την αποψίλωση τεράστιων εκτάσεων. Το ξύλο μπορεί να μετατραπεί σε υγρό καύσιμο, αλλά το όφελος σε ενέργεια είναι πολύ χαμηλό και η υπάρχουσα ξυλεία δεν επαρκεί για παραγωγή σημαντικών ποσοτήτων υγρών καυσίμων.
Η μετατροπή άλλου τύπου βιομάζας σε υγρό καύσιμο έχει δοκιμαστεί και είναι επιτυχής. Το καύσιμο, όμως, που παράγεται είναι μικρότερης ενεργειακής απόδοσης από το πετρέλαιο και προκύπτουν παραπροϊόντα καύσης πολύ βλαβερά για την υγεία, όπως οξείδια του αζώτου και αλδεΐδες που επιβαρύνουν σοβαρά την ατμόσφαιρα.
Πυρηνική σύντηξη
Αφορά τη σύντηξη δύο ισοτόπων του υδρογόνου, του δευτέριου και του τρίτιου, χωρίς να προκύπτουν επικίνδυνα απόβλητα και η ενεργειακή παραγωγή είναι πολύ υψηλή. Το δευτέριο υπάρχει σε τεράστιες ποσότητες στο νερό και είναι θεωρητικά ανεξάντλητο. Είναι πράγματι η «σωτήρια λύση» του ενεργειακού προβλήματος, υπό την προϋπόθεση ότι θα ξεπεραστεί το ότι κατά πάσα πιθανότητα το προϊόν θα είναι ο ηλεκτρισμός.
Υδρογόνο
Το υδρογόνο δεν αποτελεί πρωταρχική πηγή ενέργειας. Για την παραγωγή του απαιτείται η χρήση άλλης ενεργειακής πηγής, ενώ είναι επικίνδυνα εύφλεκτο και εκρηκτικό, απαιτώντας προσεκτικό χειρισμό και γι’ αυτό δεν μπορεί να θεωρηθεί ως αντικαταστάτης του πετρελαίου.
Δύσκολη μετάβαση
Το συμπέρασμα είναι ότι το πετρέλαιο αποτελεί για τη σημερινή κοινωνία μια μοναδική πηγή ενέργειας και δεν έχει βρεθεί απόλυτος αντικαταστάτης του. Προσπάθειες απεξάρτησης από αυτή την πηγή ενέργειας δεν έχουν γίνει στο παραμικρό. Οι διάφορες κατά καιρούς εξαγγελίες και εικασίες για «θαυματουργές» πηγές ενέργειας τροφοδοτούν μύθους κι ενθουσιασμό, χωρίς να εξετάζεται η δυνατότητα πραγματοποίησης και εφαρμογής τους στην καθημερινότητα.
Το μόνο σίγουρο είναι ότι έξι δισεκατομμύρια άνθρωποι σήμερα και πιθανόν δέκα δισεκατομμύρια σε 40 με 50 χρόνια θα χρειαστεί να καλύψουν τις ενεργειακές απαιτήσεις τους, καθώς και τις απαιτήσεις των εκατοντάδων εκατομμυρίων οχημάτων που χρησιμοποιούν, σε υγρά καύσιμα και κανένας από αυτούς τους «μύθους» δεν μπορεί να το εγγυηθεί. Ούτε φυσικά ο μύθος ότι «οι επιστήμονες κάτι θα σκεφτούν»!
Ήδη αυτοκινητοβιομηχανίες που κυκλοφόρησαν ηλεκτροκίνητα «καθαρά» οχήματα, όπως η VW και η Opel, ανακοίνωσαν ότι σταματούν την παραγωγή τους λόγω των πολύ χαμηλών πωλήσεων και της μη προτίμησής τους από τους καταναλωτές.
Η πραγματικότητα δείχνει ότι ο κόσμος ξεμένει από καύσιμα. Το αποτέλεσμα πιθανόν θα είναι μια μεγάλη αλλαγή στην οικονομία, στις κοινωνικές δομές και στον τρόπο ζωής. Ζούμε χρησιμοποιώντας μια κληρονομιά καυσίμων που συσσωρεύτηκε επί 500 εκατομμύρια χρόνια και θα πρέπει να προσαρμοστούμε για να ζήσουμε με τις διαθέσιμες «φτωχότερες» ενεργειακά πηγές. Δεν θα είναι μια εύκολη μετάβαση.
Γεωπόνου, Ιχθυολόγου PhD
