του Αθανάσιου Μπούνταλη, Χημικού-Ερευνητή

…και κάνει την αυτοκίνηση πολυτέλεια για λίγους

Α’ ΜΕΡΟΣ: Η ΚΟΙΝΩΝΙΟΛΟΓΊΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΣΗΣ

Τα τελευταία χρόνια, σειρά κυβερνητικών παραγόντων, ακαδημαϊκών, ΜΜΕ και ΜΚΟ προωθούν την ηλεκτροκίνηση ως τον κεντρικό άξονα μιας σχεδιαζόμενης «απανθρακοποίησης»  της οικονομίας, την οποία προβάλλουν ως εκ των ων ουκ άνευ για αποφυγή μιας κλιματικής αποκάλυψης.

Στο νέο μοντέλο, «πράσινος» ηλεκτρισμός θα παράγεται από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ), θα αποθηκεύεται σε μπαταρίες ή «πράσινο υδρογόνο» και θα καταναλώνεται σε πλήρως ηλεκτρικά αυτοκίνητα (BEV, Battery Electric Vehicles). Αντιστοίχως στην θέρμανση, οι ηλεκτρικές αντλίες θερμότητας φιλοδοξούν να υποκαταστήσουν τους καυστήρες πετρελαίου ή αερίου.

Το χρονοδιάγραμμα προβλέπει απαγόρευση πώλησης θερμικών αυτοκινήτων το 2035 και πλήρη ηλεκτροκίνηση το 2050.

Είναι αυτό εφικτό;

Προβλήματα που θα αγνοήσω (για την οικονομία της συζήτησης)

Στο παρελθόν έχω σχολιάσει ότι η παραγόμενη «πράσινη» ενέργεια είναι εξαιρετικά αμφίβολο να καλύψει εκείνη που λαμβάνουμε από ορυκτά καύσιμα, αφενός λόγω του διαλείποντος χαρακτήρα των ΑΠΕ, αφετέρου λόγω της δυσκολίας αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας («Οι «πράσινες» ενέργειες έχουν μια Αχίλλειο πτέρνα»). Έχω επίσης σχολιάσει ότι η ηλεκτροκίνηση θα είναι σημαντικά πιο ακριβή και οικονομικώς μη προσβάσιμη στους περισσότερους («Η κοινωνιολογία της ηλεκτροκίνησης»).

Αλλά στο παρόν άρθρο θα υποθέσω ότι αυτά τα προβλήματα έχουν με κάποιον μαγικό τρόπο λυθεί, και θα ασχοληθώ με τις προϋποθέσεις για να καταναλωθεί αυτή η ενέργεια. Εν ολίγοις, θα υποθέσω ότι από την μία μεριά έχουμε όσες ΑΠΕ χρειαζόμαστε για 100% ηλεκτροκίνηση και από την άλλη έχουμε όσα BEV χρειαζόμαστε για να αντικαταστήσουμε τον θερμικό μας στόλο.

Τι θα συμβεί με το ενδιάμεσο, δηλαδή το δίκτυο διανομής; Διότι ό,τι πρόοδοι και να γίνουν στις μπαταρίες, αυτές θα πρέπει να φορτίζονται και η ηλ. ενέργεια θα πρέπει να διανέμεται.

Ανάγκες και υποδομές

Την τελευταία δεκαετία, η ετήσια αιχμή συστήματος κυμαινόταν μεταξύ 9-10 GW, με απόλυτο ρεκόρ τα 10,715 GW στις 2/8/2021 (ΑΔΜΗΕ, Πίνακας 10), όταν αναρωτιόμασταν «αν το σύστημα αντέχει». Σε ονομαστικούς όρους, το πρόβλημα δεν είναι αμέσως προφανές, αφού με 11,291 GW καθαρής εγκατεστημένης ισχύος σε κατανεμόμενες μονάδες (ΑΔΜΗΕ, Πίνακες 1-3), και περί τα 8 GW σε ΑΠΕ (ΔΑΠΕΕΠ, Γράφημα 1) είχαμε σχεδόν 100% πλεόνασμα. Όμως το «ονομαστικό» δεν είναι πάντα και «πραγματικό», καθώς στιγμιαίες συνθήκες καθορίζουν τις πραγματικές διαθεσιμότητες, και καθιστούν την ύπαρξη περίσσειας ζήτημα επιβίωσης.

Αλλά αν τότε το πρόβλημα ήταν παραγωγής, ας δούμε και το ζήτημα της χωρητικότητας του δικτύου.

• Η Ελλάδα διαθέτει περίπου 6,6 εκ. νοικοκυριά (ΑΑΔΕ) και 7,16 εκ. ΙΧ/ΔΧ επιβατικά, φορτηγά και λεωφορεία (ΕΛΣΤΑΤ).
• Για να τροφοδοτήσουμε τόσα οχήματα με τροφοδοτικά 7 kW, θα χρειαζόμασταν χωρητικότητα 50 GW. Προφανώς δεν θα φορτίζονται όλα ταυτοχρόνως, πολλά όμως θα φορτίζονται στα 22 kW, κάποια με ταχυφορτιστές 50 kW, για να φτάσουμε στον Zevora 4th Generation των 480 kW. Και φυσικά θα πρέπει να φορτίζονται και περί τα 1,7 εκ. εξηλεκτρισμένα δίτροχα (για να μην μιλήσουμε για τα πλοία).
• Στην Ελλάδα η μέση ετήσια κατανάλωση θερμαντικών καυσίμων (αέριο, πετρέλαιο, πέλετ κλπ) είναι 10.244 kWh/νοικοκυριό (ΕΛΣΤΑΤ), κατά 85% για θέρμανση χώρου. Αν υπολογίσουμε κατανάλωση τους έξι χειμερινούς μήνες, η μέση απαιτούμενη θερμική ισχύς είναι 15,4 GW. Υποθέτοντας αντλίες θερμότητας με βαθμό απόδοσης 3, μιλάμε για επιπλέον 5 GW χωρητικότητας για το ηλεκτρικό δίκτυο, χωρίς να υπολογίζουμε τις αιχμές.

Δηλαδή, στο Σύστημα Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ) πρέπει είναι να αντέχει τουλάχιστον 65 GW (10 GW για τρέχουσες ανάγκες, 50 GW για 100% ηλεκτροκίνηση και 5 GW για θέρμανση). Οι πραγματικές τιμές μπορεί να είναι και υψηλότερες και θα απαιτήσουν σημαντική περίσσεια ασφαλείας.

Ας δούμε δύο εξαρτήματα του συστήματος:

Μετασχηματιστές

Το ΣΗΕ χωρίζεται, κατά σειρά φθίνουσας τάσης, στο Σύστημα Μεταφοράς (ΑΔΜΗΕ Α.Ε.), και στα Δίκτυα Διανομής και Χαμηλής Τάσης (ΔΕΔΔΗΕ Α.Ε.). Κάθε φορά που κατεβαίνουμε τάση, υπεύθυνος είναι ένας μετασχηματιστής (φωτο).

Εναέριος μετασχηματιστής στην Νέα Φιλαδέλφεια (φωτογραφία Αθ. Μπούνταλης, 2023).

Σήμερα, οι 586 μετασχηματιστές υποβιβασμού του ΑΔΜΗΕ προς το δίκτυο 20 kV του ΔΕΔΔΗΕ είναι χωρητικότητας 19.2 MVA (δηλ. 19,2 GW). Ο δε ΔΕΔΔΗΕ, διέθετε το 2020 μετασχηματιστές υποβιβασμού χωρητικότητας 29,5 GW (155.115 εναέριους, 9.437 εσωτερικού χώρου). Είμαστε δηλαδή σε περίσσειες χωρητικότητας 100% ή 200% της αιχμής του 2021.

Για να φτάσουμε τα περίπου 65 GW, ο ΑΔΜΗΕ πρέπει να υπερτριπλασιάσει την ισχύ των μετασχηματιστών του και ο ΔΕΔΔΗΕ να την υπερδιπλασιάσει. Για να έχουμε αντίστοιχες περίσσιες ασφαλείας θα χρειαστεί να πάμε απροσδιόριστα υψηλότερα, ίσως στα 130 ή 195 GW:

Ελάχιστη αναγκαία χωρητικότητα σε μετασχηματιστές υποβιβασμού (χωρίς περίσσεια ασφαλείας) και τρέχουσα κάλυψη αυτής. Η αναγκαία περίσσεια ασφαλείας είναι δύσκολο να προσδιορισθεί.

Όμως για να αντέχει μεγαλύτερη ισχύ ένας μετασχηματιστής, πρέπει να είναι:

• μεγαλύτερος και βαρύτερος (θα χρειάζεται μεγαλύτερους στύλους για στήριξη)
• ακριβότερος (μεγαλύτερο αρχικό κόστος)
• ελκυστικότερος για κλοπές χαλκού (περισσότερες αστοχίες υλικού).

Το πρόβλημα είναι παγκόσμιο: σε μελέτη του Δήμου του Palo Alto του 2020, εκτιμήθηκε ότι το 95% των μετασχηματιστών δεν θα άντεχαν την επιπλέον ισχύ, δηλαδή θα υπερθερμαίνονταν και θα διέτρεχαν κίνδυνο αστοχίας ή έκρηξης.

Παραλλήλως βρισκόμαστε σε μια παγκόσμια έλλειψη μετασχηματιστών που ταλαιπωρεί χώρες όπως οι ΗΠΑ και η Γαλλία με αυξανόμενες καθυστερήσεις στους χρόνους παράδοσης, και με υλικά σε τιμές διπλάσιες από ό,τι προ επταετίας (T&D Europe). Είναι δε ανησυχητικό, και ίσως εμπίπτει σε αυτήν την διεθνή συγκυρία, ότι σχετικός διαγωνισμός του ΔΕΔΔΗΕ του 2018, κατέρρευσε το 2020.

Αγωγοί (καλώδια)

Η μεγαλύτερη ηλεκτρική ισχύς της «πράσινης μετάβασης» σημαίνει περισσότερο ρεύμα. Βασικές αρχές ηλεκτρισμού (V = I·R, P = I²·R) μας λένε ότι αυτό συνεπάγεται μεγαλύτερη πτώση τάσεως (άρα μεγαλύτερη παραγόμενη ισχύ για να λειτουργούμε τις ίδιες συσκευές) και μεγαλύτερη θέρμανση των καλωδίων (άρα θερμικές απώλειες ενέργειας, και θερμική καταπόνηση του δικτύου, ειδικά το καλοκαίρι).

Αυτά τα αποφύγουμε με καλώδια μικρότερης αντίστασης και μεγαλύτερης διατομής που είναι:

• Πιο βαριά (τα εναέρια θα χρειάζονται περισσότερους και ισχυρότερους πυλώνες)
• Πιο χοντρά (τα υπόγεια θα χρειάζονται φαρδύτερα αυλάκια πλάι στους δρόμους, και τα εναέρια θα έχουν μεγαλύτερη αντίσταση στον αέρα)
• Πιο ακριβά

Ο ΔΕΔΔΗΕ μετρά περίπου 240,186 χλμ δικτύου και ο ΑΔΜΗΕ περί τα 13,611 χλμ. Σύμφωνα με μελέτη της Διεθνούς Επιτροπής Ενέργειας (Εικόνα 5.4), το μήκος αυτό θα πρέπει να τριπλασιαστεί ή να τετραπλασιαστεί στο σενάριο Net Zero. Σύμφωνα με μελέτη του Princeton για τις ΗΠΑ (σσ. 17, 27-29), η επέκταση είναι μεταξύ διπλασιασμού και πενταπλασιασμού.

Τι κόστος και τι όφελος;

Σε διαγωνισμό του 2020, ο ΔΕΔΔΗΕ προκήρυξε αγορά 12.348 μετασχηματιστών συνολικής ισχύος 2,16 GW (περί το 7.5% του δικτύου) έναντι 102 εκ. €, ήτοι 1,4 δις για όλο το δίκτυο (περίπου ίδιες εκτιμήσεις προκύπτουν και από τον πιο πρόσφατο διαγωνισμό). Όσον αφορά στις καλωδιώσεις, σε ενημέρωση στην Βουλή ο Διευθύνων Σύμβουλος του ΔΕΔΔΗΕ κ. Αν. Μάνος περιέγραψε πρόγραμμα προμηθειών 241 εκ. ευρώ για τα υλικά υπογείωσης με συνεστραμμένα καλώδια στο 9% του δικτύου του ΔΕΔΔΗΕ, δηλαδή περί τα 2,6 δις € για όλο το δίκτυο και 8 δις € για τον τετραπλασιασμό του.

Δηλαδή, μόνον για τον ΔΕΔΔΗΕ, ξεκινάμε από τα 9,4 δις € μόνον για καλώδια και μετασχηματιστές, χωρίς άλλα εξαρτήματα, πληθωρισμό, υπερβάσεις κόστους, εργατικά κλπ. Ο κ. Μάνος προϋπολόγιζε προχείρως 20 δις μόνον για πλήρη υπογείωση του δικτύου και χωρίς αύξηση χωρητικότητας.

Ακριβείς υπολογισμοί είναι εξαιρετικά δύσκολοι και εκτός των σκοπών αυτού του άρθρου, αλλά μαζί με το δίκτυο του ΑΔΜΗΕ και το νέο δίκτυο για την σύνδεση των σχεδιαζόμενων ΑΠΕ, θα μπορούσαμε να υπολογίζουμε εντελώς συντηρητικά τιμή έναρξης τα 100 δις ευρώ.

Το πρόγραμμα των τριών Belharra, για το οποίο πολλοί βαρυγκομούν, είναι 3 δις € και καλούμαστε να το επωμισθούμε για την προστασία μας από μια άμεση απειλή.

Η 100% «πράσινη» ηλεκτροκίνηση:

• Κοστίζει πολλαπλάσια
• Θα αχρηστεύσει την πρόσφατη τεράστια επένδυση του δικτύου φυσικού αερίου.
• Αγνοεί τις εκπομπές από εξόρυξη μεταλλευμάτων για νέες υποδομές (ΑΠΕ, μπαταρίες, δίκτυα)

Επιπλέον:

• Τυχόν μειωμένες εκπομπές θα αναπληρωθούν, τουλάχιστον εν μέρει, από αυξανόμενες εκπομπές Κίνας, Ινδίας, Αφρικής κλπ.
• Όση εξοικονόμηση CO₂ απομείνει, θα γίνει αισθητή μόνον μετά από δεκαετίες (τόσο επιβιώνει το CO₂ στην ατμόσφαιρα).

Έχει ακούσει κανείς από τους σχεδιαστές της ενεργειακής μας πολιτικής την φράση «ανάλυση κόστους-οφέλους»;

Να ανησυχούμε;

Ίσως…

Τα σενάρια στην διαβούλευση του Εθνικού Σχεδίου Ηλεκτροκίνησης (Μάιος 2023) προβλέπουν κυκλοφορία μεταξύ 400 χιλ. (Σενάριο Αναφοράς) και 2,9 εκ. (Δραστικό Σενάριο) BEV το 2035. Οι εγκατεστημένοι φορτιστές προβλέπεται να είναι μέγιστης συνολικής ισχύος από 1,19 GW έως 5,16 GW για τα δύο σενάρια (Πίνακας 4). Δηλαδή αφενός θα υπερφορτώνουν το υπάρχον δίκτυο κατά 10-50%, αφετέρου θα υπολείπονται δραματικά των αναγκών έστω και 50% ηλεκτροκίνησης.

Είναι επίσης ανησυχητικό ότι στο Σχέδιο Ανάπτυξης Δικτύου ΔΕΔΔΗΕ 2022-2026 και στο Δεκαετές Πρόγραμμα Ανάπτυξης Συστήματος Μεταφοράς ΑΔΜΗΕ 2024-2033, ό,τι νέα χωρητικότητα εξετάζεται αφορά στην ένταξη νέων των ΑΠΕ για την εξυπηρέτηση των τρεχουσών αναγκών. Οι επιπλέον ανάγκες για 100% ηλεκτροκίνηση ούτε καν αναφέρονται.

Ακόμα χειρότερα, στην Μελέτη Επάρκειας Ισχύος για την Περίοδο 2020-2030 (Δεκ. 2019), ο ΑΔΜΗΕ υιοθετεί ένα αυθαιρέτως ευνοϊκό σενάριο κατά το οποίο, λόγω αύξησης της αποδοτικότητας, «παρά τον εξηλεκτρισμό διαφόρων χρήσεων (π.χ. μεταφορές, θέρμανση/ψύξη) η αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας προβλέπεται να είναι σχετικά μικρή». Το δε «Σενάριο Αυξημένης Ζήτησης» προβλέπει μόνον 9% μεγαλύτερο φορτίο αιχμής το 2030 (Πίνακες 3.5 & 3.6).

Δηλαδή οι κεντρικοί ενεργειακοί σχεδιαστές μας όχι απλώς αγνοούν πλήρως τις ανάγκες δικτύου για 100% ηλεκτροκίνηση (και θέρμανση με αντλίες θερμότητας), αλλά κρύβουν το κεφάλι στην άμμο με υπεραισιόδοξα μοντέλα.

Επιπλέον, θα έπρεπε να μας ανησυχεί η απόλυτη εξάρτηση από ένα μοναδικό και ενοποιημένο δίκτυο παροχής ενέργειας. Βάζοντας όλα μας τα αυγά στο ηλεκτρικό καλάθι, οποιαδήποτε βλάβη θα έχει αλυσιδωτές συνέπειες:

• Ηλεκτροκίνητα πυροσβεστικά που δεν θα μπορούν να φορτίσουν, διότι η πυρκαγιά που πρέπει να σβήσουν έχει κάψει μετασχηματιστές και καλώδια, ή διότι τα νερά που πρέπει να αντλήσουν έχουν πλημμυρίσει τους μετασχηματιστές του τοπικού υποσταθμού.
• Εργαζόμενοι ανίκανοι να πάνε στις εργασίες τους και ταξιδιώτες να επιστρέψουν στα σπίτια τους, καθώς τα ΙΧ τους θα καθηλώνονται αφόρτιστα σε περιόδους καύσωνα λόγω υπερθέρμανσης του δικτύου, ή σε περιόδους ψύχους λόγω έλλειψης ενέργειας.
• Σπίτια που θα ξεπαγιάζουν σε έναν κρύο και σκοτεινό χειμώνα, καθώς τα φωτοβολταϊκά δεν θα δίνουν τάση στο δίκτυο για να δουλέψουν οι αντλίες θερμότητας.

Και πέραν των τεχνικών περιορισμών, τίθενται οικονομικά ερωτήματα.

• Τι βάθος χρόνου απαιτούν τέτοιες επενδύσεις;
• Ποιο το κόστος και ποιος το αναλαμβάνει; Οι χρήστες ηλεκτρικών αυτοκινήτων, ή όλοι μας, είτε έχουμε ηλεκτρικό αυτοκίνητο, είτε όχι;
• Προσφέρει ο συνδυασμός υψηλού πληθωρισμού και υψηλών επιτοκίων ευνοϊκή συγκυρία;

Πιθανές «λύσεις»

Ποιες «λύσεις» λοιπόν να αναμένουμε, πέραν προγραμματισμένων/κυλιόμενων διακοπών ρεύματος;

Ρεύμα με το δελτίο. Από το 2024 η γερμανική ΡΑΕ, θα έχει το δικαίωμα να προβαίνει στον στραγγαλισμό ισχύος σε αντλίες θερμότητας και BEV, καθώς το παραμελημένο γερμανικό δίκτυο είναι πιθανόν να μην αντέξει την απανθρακοποίηση. Τότε, ακόμα και οι ευκατάστατοι θα στερούνται το προνόμιο της αυτοκίνησης (ή της θέρμανσης).

Χρωματιστά τιμολόγια. Στην Ελλάδα, απουσία «έξυπνων μετρητών» ο στραγγαλισμός δεν είναι τεχνικά εφικτός, και η λύση θα είναι τιμολογιακή. Σήμερα, τα χρωματιστά τιμολόγια ενσωματώνουν την μεταβλητότητα των τιμών του φυσικού αερίου. Στην περίπτωση 100% «πράσινης» ηλεκτροκίνησης, θα ενσωματώνουν την ανεπάρκεια του δικτύου και την αβεβαιότητα των ΑΠΕ, με τιμολογιακά αντικίνητρα για την μείωση ή μετατόπιση της κατανάλωσης.

Ίσως, όταν το δίκτυο ταλαιπωρείται από καύσωνες, ή όταν τα φωτοβολταϊκά μένουν ανενεργά στην βαρυχειμωνιά, οι εργαζόμενοι θα υπολογίζουν αν συμφέρει να μετακινηθούν στην εργασία τους, και οι μεταφορείς αν συμφέρει να μετακινήσουν εμπορεύματα. Μπορεί σήμερα η κιλοβατώρα να κοστίζει περί τα 0,1-0,2 €, όμως τον Αύγουστο του 2022 κόστιζε 0,8 €, με ακόμα μεγαλύτερες διακυμάνσεις να είναι πιθανές.

Κακός υπολογισμός ή συνειδητή απόφαση;

Συνοπτικά, πρέπει να υλοποιήσουμε σε 20 χρόνια 3 έως 4 φορές τις υποδομές που έστησε η ΔΕΗ σε 60 χρόνια.

Και να τις συντηρούμε…

Αυτό δεν αφορά μόνον στην Ελλάδα, η οποία ετοιμάζεται να μπει σε ένα κυνήγι πόρων για τις νέες υποδομές ταυτόχρονα με σειρά άλλων χωρών, πιέζοντας τις αλυσίδες εφοδιασμού και εκτοξεύοντας τις τιμές.

Όταν, θα αρχίσει να διαφαίνεται η αδυναμία τροφοδοσίας ενός ηλεκτρικού στόλου έστω και πολύ μικρότερου του σημερινού θερμικού, θα ληφθεί μια πολιτική απόφαση: ή η απαγόρευση των θερμικών κινητήρων θα αναβληθεί επ’ αόριστον, ή θα προχωρήσει όπως την σχεδιάζει η γραφειοκρατία των Βρυξελλών (και της Ουάσινγκτον).

Πιθανολογώ ότι θα δούμε να υλοποιείται το σενάριο της αναβολής, και ότι η προαναφερθείσα ασάφεια δεν είναι από ανικανότητα. Οι ειδικοί προφανώς κατανοούν ότι αυτά τα σχέδια είναι ανεδαφικά ιδεολογήματα και ότι τυχόν λεπτομερής ανάλυση, είναι όχι μόνον μάταιη, αλλά θα δυναμίτιζε την επικοινωνιακή φούσκα που τροφοδοτεί την τρέχουσα βιομηχανία επιδοτήσεων. Πράγματι, πρόσφατο άρθρο των New York Times θέλει την κυβέρνηση Μπάιντεν να κάνει τις πρώτες υποχωρήσεις υπό την πίεση των παραπάνω αντιπροσωπειών αυτοκινήτων.

Αλλά αν κάνω λάθος και δούμε τελικά να προχωράει ο σχεδιασμός, η αυτοκίνηση θα μετατραπεί de facto σε προνόμιο για ολίγους, και αβέβαιης διαθεσιμότητας ακόμη και για αυτούς – όπως ίσως και η θέρμανση τον χειμώνα.

Τι θα σημάνει αυτό για την επαρχία, τις ορεινές περιοχές και τα νησιά; Για τους μικροαστούς και τους φτωχούς, για τον αγροτικό πληθυσμό και την αγροτική παραγωγή, ή για τον τουρισμό και τις μεταφορές; Για την ενεργειακή φτώχεια και το κόστος διατροφής;

Τα παραπάνω είναι τόσο προφανείς συνέπειες της υποχρεωτικής ηλεκτροκίνησης που εγείρεται το ερώτημα: είναι κακός υπολογισμός, ή συνειδητή απόφαση επιβολής ενεργειακής φτώχειας; Μήπως οδεύουμε προς ιδιωτικά τζετ για τους πλούσιους συνέδρους των κλιματικών COP, και ηλεκτρικά πατίνια για τους πληβείους;