Το φετινό καλοκαίρι είναι άλλη μια ένδειξη ότι η Ευρώπη θα πρέπει να προετοιμαστεί για περισσότερους δύσκολους καύσωνες λόγω της κλιματικής αλλαγής, σύμφωνα με πρόσφατη έκθεση του Παγκόσμιου Μετεωρολογικού Οργανισμού και την Υπηρεσία Κλιματικής Αλλαγής Copernicus της Ευρωπαϊκής Ένωσης.
Η έκθεση σημείωσε ότι η ήπειρος ήταν περίπου 2,3 βαθμούς Κελσίου θερμότερη πέρυσι σε σχέση με την προβιομηχανική εποχή, ενώ στις Άλπεις οι παγετώνες σημείωσαν νέο ρεκόρ απώλειας μάζας το 2022.
Η Αυστρία είναι μια από τις πρώτες ευρωπαϊκές χώρες που έχει αποφασίσει να κινητοποιηθεί άμεσα, δεδομένου ότι αναγκάζεται να είναι από τις πρώτες που θα πρέπει να αντιμετωπίσει τα προβλήματα από τα νέα κλιματικά δεδομένα.
Βλέπετε, σύμφωνα με τον Roman Neunteufel, ερευνητή στο Πανεπιστήμιο Φυσικών Πόρων και Επιστημών της Ζωής της Βιέννης, μετά από δύο χρόνια ξηρασίας, τα επίπεδα του νερού στην Αυστρία δεν ήταν ποτέ χαμηλότερα, τουλάχιστον από τότε που άρχισε η καταγραφή των στοιχείων, πριν από περίπου 100 χρόνια,
Ως εκ τούτου, εάν ακολουθήσουν πολλά ξηρά έτη στη σειρά, τότε η Αυστρία που εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την υδροηλεκτρική ενέργεια, όσο και άλλες περιοχές της Ευρώπης, θα αντιμετωπίσουν μεγάλα προβλήματα πέραν από εκείνα της τροφοδοσίας νερού.
Για να κατανοήσουμε καλύτερα το μέγεθος των προκλήσεων της κλιματικής αλλαγής που πρέπει να αντιμετωπίσει η χώρα της Κεντρικής Ευρώπης, αρκεί να αναφέρουμε ότι η Αυστρία αντλεί περισσότερο από το 60% της ηλεκτρικής της παραγωγής από τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας - με έμφαση στην υδροηλεκτρική παραγωγή- σε σύγκριση με τον παγκόσμιο μέσο όρο του 16%, με περισσότερα από 3.100 φράγματα να απλώνονται στους ποταμούς της.
Ωστόσο, σύμφωνα με στοιχεία από το Euractiv.com, η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται μέσω υδροηλεκτρικής ενέργειας στη χώρα μειώνεται συνεχώς. Για παράδειγμα από περίπου 45 τεραβατώρες (TWh) το 2020 μειώθηκε σε 42 TWh το 2021, καθώς τα επίπεδα του νερού πέφτουν.
Προκειμένου λοιπόν να προετοιμαστεί για τα χειρότερα, η Αυστρία κοντά στο αυστριακό χωριό Kaprun στην περιοχή του Σάλτσμπουργκ, έχει ξεκινήσει από τον Σεπτέμβριο του 2021 την κατασκευή ενός τεράστιου έργου αποθήκευσης υδροηλεκτρικής ενέργειας με αντλία αποθήκευσης Limberg 3, το οποίο ολοκληρώνεται φέτος και αναμένεται να λειτουργήσει το αργότερο έως το 2025.
Το έργο αυτό ύψους 480 εκατ. ευρώ έχει σχεδιαστεί υπόγεια μεταξύ των δύο υπαρχουσών λιμνών αποθήκευσης, δηλαδή των Mooserboden και Wasserfallboden. Προορίζεται να αυξήσει τη συνολική παραγωγή του ομίλου σταθμών παραγωγής ενέργειας Glockner-Kaprun, ενώ ο μεγάλος στόχος είναι η ηλεκτρική ενέργεια από ΑΠΕ να είναι διαθέσιμη ανεξαρτήτως καιρικών συνθηκών και ώρα της ημέρας.
Εν ολίγοις, καλείται να αντιμετωπίσει τα προβλήματα που προκαλούνται από τη διαφορετική πλέον κατανομή του νερού κατά τη διάρκεια του έτους, εξασφαλίζοντας στην Αυστρία υψηλές πιθανότητες να υλοποιήσει τους ενεργειακούς της στόχους, ήτοι μέχρι το 2030, όλη η ηλεκτρική ενέργεια της να προέρχεται 100% από ΑΠΕ.
Συμμέτοχος της όλης προσπάθειας είναι η Verbund -παλαιότερα γνωστή ως Verbundgesellschaft ή Österreichische Elektrizitätswirtschafts- η οποία είναι ο μεγαλύτερος πάροχος ηλεκτρικής ενέργειας της Αυστρίας. Η Verbund καλύπτει περίπου το 40 % των αναγκών ηλεκτρικής ενέργειας στην Αυστρία και παράγει το 90 % από υδροηλεκτρική ενέργεια.
Πρόκειται για μια ημιδημόσια εταιρεία, η οποία επενδύει εδώ και χρόνια δις ευρώ στην παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας, ενώ μόλις πριν λίγα χρόνια άρχισε να αναπτύσσει και φωτοβολταϊκά και αιολικά πάρκα.
H αλήθεια είναι ότι η Αυστρία άργησε να αναπτύξει αιολική και ηλιακή ενέργεια, γι’ αυτό και αυτές οι δύο πηγές αποτελούν μόνο το 13% της ηλεκτρικής της ενέργειας.
Βέβαια η καθυστέρηση αυτή οφείλεται στο γεγονός ότι η ηλιακή ενέργεια ναι μεν είναι άφθονη το καλοκαίρι, αλλά χαμηλή το χειμώνα, την περίοδο ακριβώς που η χώρα έχει αυξημένες ανάγκης θέρμανσης. Το ίδιο ασταθείς είναι και οι ανεμολογικές συνθήκες στη χώρα.
Όπως θα δούμε όμως παρακάτω, η συνεργασία της Verbund με τη Hitachi Energy βάζει το στοίχημα των ΑΠΕ στην Κεντρική Ευρώπη σε άλλη ρότα.
Υδροηλεκτρική ενέργεια κατά παραγγελία
Το Kaprun έχει μακρά παράδοση στην υδροηλεκτρική ενέργεια και αποτελεί έναν από τους βασικούς πυλώνες της αυστριακής τροφοδοσίας.
Η κατασκευή όμως του έργου αποθήκευσης υδροηλεκτρικής ενέργειας με αντλία αποθήκευσης Limberg 3-γνωστό ως Project Limberg 3- προσθέτει ένα μεγάλο κεφάλαιο σε αυτή την παράδοση, αυτό της αποθήκευσης.
Μέσω της αποθήκευσης η υδροηλεκτρική ενέργεια θα καταστεί ο ιδανικός εταίρος σε ένα μέλλον ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς CO2. Βλέπετε, στο Kaprun «χτίζεται» η ευελιξία της υδροηλεκτρικής ενέργειας.
Όπως σημείωσε ο Achim Kaspar, μέλος του Εκτελεστικού Συμβουλίου της Verbund: «Kαμία άλλη τεχνολογία δεν είναι ικανή να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια τόσο αποτελεσματικά και στη συνέχεια να την κάνει διαθέσιμη με εξαιρετικά ευέλικτο τρόπο όταν χρειάζεται. Η υδροηλεκτρική ενέργεια θα καταστεί πλέον ο καταλύτης της ενεργειακής μετάβασης».
Πράγματι, το έργο αυτό θα αναβαθμίσει τις δυνατότητες που υπάρχουν στις υπάρχουσες μονάδες, Limberg 1 και Limberg 2 που ήδη λειτουργούν.
Μετά την ολοκλήρωσή του, το Limberg 3 με τις δύο μεγάλες δεξαμενές συνολικής χωρητικότητας 160 εκατομμυρίων m³ θα είναι σε θέση να συμβάλει σημαντικά στην πρόληψη των μπλακάουτ, με χρόνο αντίδρασης που θα σπάσει ρεκόρ χάρη στους δύο εξαιρετικά ευέλικτους στροβίλους αντλίας ισχύος 240 MW. Με την πρόσθετη ισχύ, έως και 100 νέες ανεμογεννήτριες ή 100.000 οικιακά φωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν να αντικατασταθούν ή να υποστηριχθούν σε δευτερόλεπτα!
Όσο αφορά τον κομβικό ρόλο της Verbund υπερθεμάτισε ο Michael Amerer,ο Διευθύνων Σύμβουλος της εταιρείας: «Μόνο τα τελευταία 10 χρόνια, έχουμε επενδύσει σχεδόν 900 εκατ. ευρώ στο Kaprun, συμπεριλαμβανομένου του Limberg 3. Πρόκειται για επενδύσεις που θα εξασφαλίσουν το μέλλον των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην Αυστρία αλλά κυρίως την εγχώρια οικονομία καθώς τα 2/3 της προστιθέμενης αξίας παραμένουν στη χώρα. Επίσης κάθε εκατομμύριο που επενδύεται εξασφαλίζει επιπλέον περισσότερες από επτά θέσεις πλήρους απασχόλησης».
Πώς λειτουργεί η αντλούμενη αποθήκευση υδροηλεκτρικής ενέργειας
Ο βασικός «εξοπλισμός» του Limberg 3 όπως και κάθε αποθηκευτικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής είναι οι δεξαμενές ή λεκάνες αποθήκευσης. Στα ψηλά βουνά των Άλπεων, σε κοιλάδες κάτω από μια δομή φραγμού , σχηματίζονται ταμιευτήρες του λιωμένου χιονιού και του νερού της βροχής. (σ.σ: Σε χαμηλότερες περιοχές, οι λεκάνες αποθήκευσης συνήθως τροφοδοτούνται από ένα κανάλι από έναν κοντινό ποταμό).
Στην αντλούμενη υδροηλεκτρική αποθήκευση, το νερό αντλείται από τη μια δεξαμενή σε μια δεύτερη δεξαμενή σε υψηλότερο υψόμετρο.(σ.σ: Στο συγκεκριμένο έργο οι ταμιευτήρες είναι οι Mooserboden και Wasserfallboden).
Όταν το ηλεκτρικό δίκτυο απαιτεί περισσότερη ενέργεια, συχνά σε περιόδους αιχμής, το νερό απελευθερώνεται από την επάνω δεξαμενή, ρέει κατηφορικά με ταχύτητα προς την αντλούμενη μονάδα αποθήκευσης, όπου η δύναμη του νερού περιστρέφει τους στροβίλους και παράγει ηλεκτρική ενέργεια, η οποία τροφοδοτείται στο δίκτυο. Στη συνέχεια η διαδικασία επαναλαμβάνεται. (Σ.Σ: Θυμηθείτε πώς λειτουργούν τα έργα αντλησιοταμίευσης που ετοιμάζονται στην Ελλάδα).
Με την ολοκλήρωσή του, το Limberg 3 θα είναι ένας σταθμός ηλεκτροπαραγωγής του οποίου ο σχεδιασμός θα είναι προσαρμοσμένος πολύ συγκεκριμένα στις μελλοντικές ανάγκες της ενεργειακής μετάβασης.
Θα χρησιμοποιηθούν ειδικά σύνολα μηχανών με τουρμπίνες αντλίας μεταβλητής ταχύτητας που σχεδιάστηκαν από την καινοτόμο εταιρεία Hitachi Energy και τα οποία θα είναι σε θέση να αντιδρούν εξαιρετικά ευέλικτα στην αυξανόμενη ανάγκη για εξισορρόπηση και έλεγχο της ενέργειας στο δίκτυο.
Σχεδιάζεται επίσης να ανυψωθεί η τελική στάθμη της δεξαμενής Wasserfalboden κατά 8 μέτρα, ώστε να παρέχεται όχι μόνο πρόσθετη ευελιξία, αλλά και πρόσθετη χωρητικότητα αποθήκευσης. Η απαιτούμενη αύξηση του ύψους του φράγματος Limberg μπορεί να επιτευχθεί μέσω των υφιστάμενων κατασκευαστικών αποθεμάτων διατηρώντας παράλληλα την ασφάλεια του φράγματος.
Είναι σημαντικό ότι εκτός από τη μέθοδο της υπόγειας κατασκευής, το συνολικό έργο περιλαμβάνει επίσης μεγάλο αριθμό οικολογικών μέτρων. Ιδιαίτερο επίκεντρο είναι η κατασκευή της περιοχής 24 εκταρίων «Alpine Alluvial Land Drossen», η οποία εκτείνεται στη χαράδρα Drossenschlucht. Κάτω από το φράγμα θα υλοποιηθεί επίσης ένα έργο που στοχεύει στην εξάλειψη των «ιχνών» από την κατασκευαστική περίοδο της δεκαετίας του 1950 με αποκατάσταση γης.
Τα υπόλοιπα ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα της Verbund
Η ασφάλεια των φραγμάτων είναι ένα σημαντικό θέμα και η Verbund φημίζεται για τις καλύτερα παρακολουθούμενες κατασκευές στην Αυστρία, καθότι το κλειδί για την ασφάλεια δεν βρίσκεται μόνο στη στιβαρή κατασκευή, αλλά και στην ολοκληρωμένη επιτήρηση κάθε εργοστασίου τόσο από αυτόματους αισθητήρες όσο και από εξειδικευμένο προσωπικό.
Όπως αναφέραμε στην αρχή του άρθρου, η συνεργασία της Verbund με τη Hitachi Energy δημιουργεί επίσης νέα δεδομένα για την εταιρεία, καθότι δημιουργείται μια παγκόσμια πρώτη εφαρμογή που ελαχιστοποιεί τις απώλειες ενέργειας, περιορίζει τις απαιτήσεις συντήρησης, αυξάνει τα έσοδα και επιτρέπει την ενσωμάτωση στο δίκτυο περισσότερης ηλιακής και αιολικής ενέργειας.
Αναφερόμαστε στη μεγαλύτερη γεννήτρια ηλεκτρικής ενέργειας της Αυστρίας, την πρώτη λύση μετατροπέα στατικής συχνότητας (SFC) στον κόσμο για χρήση αρθρωτής τεχνολογίας πολλαπλών επιπέδων σε μια εφαρμογή αντλούμενης υδραυλικής αποθήκευσης που ολοκλήρωσε η Hitachi Energy και την παρέδωσε στη Verbund.
Αυτή η πρωτοποριακή καινοτομία επιτρέπει στη Verbund να βελτιστοποιήσει τη διαδικασία αντλούμενης αποθήκευσης στο Malta Oberstufe-μια μονάδα αποθήκευσης αντλίας που ανήκει στον όμιλο παραγωγής ενέργειας Malta-Reisseck της Verbund-η οποία έχει συνολική ισχύ 1.500 Megawatt.
Η λύση Hitachi Energy δίνει τη δυνατότητα στην 45χρονη μονάδα να αλλάξει τις δύο αντλίες-στροβίλου της από την παραδοσιακή σταθερή ταχύτητα σε λειτουργία μεταβλητής ταχύτητας τελευταίας τεχνολογίας.
Σε απλά ελληνικά, αντί να λειτουργούν συνεχώς με την ίδια ταχύτητα, οι τουρμπίνες της αντλίας προσαρμόζουν αυτόματα την ταχύτητά τους ανάλογα με τις συνθήκες του δικτύου και τη στάθμη του νερού της δεξαμενής. Αυτό βελτιώνει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας αντλούμενης αποθήκευσης.
Η λύση δίνει τη δυνατότητα στον χειριστή του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής Malta-Oberstufe να συμμετέχει ενεργά στην εξισορρόπηση του αυστριακού δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, βελτιώνει την ενσωμάτωση περισσότερης πράσινης ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια στο ευρωπαϊκό δίκτυο.
Αυτή η τεχνολογική ανακάλυψη είναι το αποτέλεσμα μιας στενής και βαθιάς συνεργασίας της Hitachi Energy με τη Verbund για τη βελτίωση της απόδοσης και την παράταση της διάρκειας ζωής ενός από τα πιο σημαντικά στοιχεία, κάνοντας τις μονάδες πιο αποτελεσματικές και σταθεροποιώντας το ηλεκτρικό δίκτυο.
Στο σημείο αυτό να σημειώσουμε ότι η Hitachi Energy καινοτομεί λύσεις μετατροπέων στατικής συχνότητας-SFC- για περισσότερα από 40 χρόνια. Τα SFC έχουν μια μοναδική ικανότητα να ελέγχουν την τάση, τη συχνότητα και τη ροή ισχύος. Αυτή η τεχνολογία τα καθιστά κρίσιμα για πολλές εφαρμογές ενέργειας, ιδιαίτερα σιδηροδρομικές γραμμές, διασυνδέσεις δικτύου από ακτή σε πλοίο και αντλούμενη υδροηλεκτρική αποθήκευση. Τα SFC βασίζονται στους ημιαγωγούς ισχύος υψηλής απόδοσης της Hitachi Energy, οι οποίοι αποτελούν αναπόσπαστο μέρος πολλών τεχνολογιών ενέργειας της Hitachi Energy, συμπεριλαμβανομένων των HVDC και των ευέλικτων συστημάτων μετάδοσης AC .
Αποποίηση Ευθύνης
Το υλικό αυτό παρέχεται για πληροφοριακούς και μόνο σκοπούς. Σε καμιά περίπτωση δεν πρέπει να εκληφθεί ως προσφορά, συμβουλή ή προτροπή για την αγορά ή πώληση των αναφερόμενων προϊόντων. Παρόλο που οι πληροφορίες που περιέχονται βασίζονται σε πηγές που θεωρούνται αξιόπιστες, ουδεμία διασφάλιση δίνεται ότι είναι πλήρεις ή ακριβείς και δεν θα πρέπει να εκλαμβάνονται ως τέτοιες.
