Είναι τα Πλωτά Ηλιακά Πάνελ μια Εφικτή Διαδρομή προς την Αποανθρακοποίηση;

Αποανθρακοποίηση – όπως υποδηλώνει το όνομα – αναφέρεται στην αφαίρεση ή μείωση της εκπομπής διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Ο στόχος, γενικά, είναι η μετάβαση στη χρήση πηγών ενέργειας χαμηλού άνθρακα. 

Μέχρι τώρα, όλοι γνωρίζουμε γιατί πρέπει να μειώσουμε ή να αφαιρέσουμε το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα. Πριν από σχεδόν μια δεκαετία, ο κόσμος είχε φτάσει στη Σύμβαση του Παρισιού, η οποία προωθούσε τον περιορισμό της παγκόσμιας θέρμανσης σε πολύ κάτω από 2 βαθμούς Κελσίου πάνω από τα προ-βιομηχανικά επίπεδα και την ανάληψη ειλικρινών πρωτοβουλιών για τον περιορισμό του σε 1,5 βαθμούς Κελσίου, επιδιώκοντας την καθαρή ουδετερότητα άνθρακα, μεταξύ άλλων, μέχρι το 2050. 

Η αποανθρακοποίηση είναι τόσο αναγκαία και επείγουσα για το μέλλον του κόσμου που κυβερνήσεις, εταιρείες και κοινωνικές κοινότητες γενικότερα προσπαθούν να βρουν τρόπους να την επιταχύνουν. Ωστόσο, απαιτεί εντελώς διαφορετικά ενεργειακά συστήματα που στηρίζονται σε εναλλακτικές πηγές ενέργειας βασισμένες σε πράσινη ηλεκτρική ενέργεια και πράσινα μόρια. Μια νέα ερευνητική μελέτη εισήγαγε τη δυνατότητα αξιοποίησης πλωτών ηλιακών πάνελ ως διαδρομή προς την αποανθρακοποίηση. Αλλά είναι αυτά τα πάνελ εφικτά; Ας ρίξουμε μια ματιά. 

Παγκόσμιο Δυναμικό για την Ανάπτυξη Χαμηλού-Ανθρακού Πλωτού Ηλιακού Συστήματος

Μία ομάδα ερευνητών από τα Πανεπιστήμια Bangor και Lancaster και το UK Centre for Ecology and Hydrology ανέλαβε την προσπάθεια να υπολογίσει την ποσότητα ενέργειας που θα μπορούσε να παραχθεί και να προμηθευτεί μέσω της ανάπτυξης πλωτών ηλιακών συστημάτων. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές υπολόγισαν την ημερήσια ηλεκτρική παραγωγή για πλωτές φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις σε περίπου 68.000 λίμνες και δεξαμενές παγκοσμίως. 

Για να θεωρηθεί το σημείο το πιο κατάλληλο για εγκατάσταση ηλιακής τεχνολογίας, πρέπει να βρίσκεται το πολύ 10 km από κέντρο πληθυσμού και να μην βρίσκεται σε προστατευόμενη περιοχή. Επίσης, οι λίμνες και οι δεξαμενές δεν πρέπει να παραμένουν ξηρές ή παγωμένες για περισσότερο από έξι μήνες το χρόνο. Μόνο το 10 % της επιφάνειας αυτών των λιμνών και δεξαμενών λήφθηκε υπόψη για τον υπολογισμό.

Με βάση όλους αυτούς τους περιορισμούς και ανάλογα με το υψόμετρο, το γεωγραφικό πλάτος και την εποχή, η ετήσια δυναμική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από FPV σε αυτές τις λίμνες ήταν 1302 τεραβατώρα (TWh), περίπου τέσσερις φορές η συνολική ετήσια ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας του Ηνωμένου Βασιλείου.

Τα αποτελέσματα ώθησαν τους ερευνητές να εμβαθύνουν και να εξετάσουν τις παγκόσμιες δυνατότητες αυτής της μεθόδου. Κατά χώρα, πέντε έθνη θα μπορούσαν να καλύψουν όλη τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας τους από FPV. Αυτά τα πέντε περιλαμβάνουν την Παπούα Νέα Γουινέα, την Αιθιοπία και τη Ρουάντα. Χώρες όπως το Βολιβία και η Τόνγκα, από την άλλη, θα μπορούσαν να καλύψουν έως και 87 % και 92 % των απαιτήσεών τους με τέτοιους τρόπους. 

Αρκετές άλλες χώρες, από την Αφρική, την Καραϊβική, τη Νότια Αμερική και την Κεντρική Ασία, θα μπορούσαν να καλύψουν μεταξύ 40 % και 70 % της ετήσιας ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας τους με την ανάπτυξη FPV. Ακόμη και ανεπτυγμένες χώρες όπως η Φινλανδία και η Δανία θα μπορούσαν να αντλήσουν 17 % και 7 % της ετήσιας ζήτησής τους, αντίστοιχα, από τέτοιες πηγές. 

Τα FPV θα μπορούσαν επίσης να μειώσουν την έλλειψη νερού παράγοντας αποανθρακοποιημένη ηλεκτρική ενέργεια. Πώς; Στο επόμενο τμήμα, θα εξετάσουμε σύντομα τη λύση.

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε πώς η ηλιακή ενέργεια προσφέρει περισσότερα από καθαρή ενέργεια.

Πώς τα FPV Μπορούν να Μειώσουν την Έλλειψη Νερού

Με απλά λόγια, τα FPV μπορούν να μειώσουν την έλλειψη νερού με την ελάττωση της απώλειας νερού μέσω εξάτμισης. Πολλές επιστημονικές μελέτες επιβεβαιώνουν ότι τα συστήματα FPV θα μπορούσαν να είναι μία από τις πιο αποδοτικές στρατηγικές για την αντιμετώπιση της έλλειψης νερού μειώνοντας την εξάτμιση από παγκόσμιες δεξαμενές και λίμνες. Ο τρόπος με τον οποίο τα FPV βοηθούν στη μείωση της εξάτμισης είναι διπλός. 

Πρώτον, τα FPV προσφέρουν σκιά και μειώνουν τη θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού. Αυτή η σκίαση βοηθά στην καταστολή του βαθμού πίεσης του ατμού στη διεπαφή αέρα-νερού, που είναι ένας από τους κύριους παράγοντες των λανθάνουσων ροών θερμότητας και της εξάτμισης. 

Εκτός από τα σκιαστικά τους οφέλη, τα FPV λειτουργούν επίσης ως φράγματα ανέμου. Οι ταχύτητες του ανέμου συσχετίζονται άμεσα με τα ποσοστά εξάτμισης, και η μείωση του ανέμου λειτουργεί ως παράγοντας μετριασμού. Μιλώντας για τα οφέλη των FPV, η Δρ. Lastyn Woolway, κύρια συγγραφέας της εργασίας από το Πανεπιστήμιο Bangor, είπε τα εξής:

«Ακόμη και με τα κριτήρια που θέσαμε για τη δημιουργία ρεαλιστικού σεναρίου ανάπτυξης FPV, υπάρχουν οφέλη παντού, κυρίως σε χαμηλού εισοδήματος χώρες με υψηλά επίπεδα ηλιοφάνειας, αλλά και σε βόρειες ευρωπαϊκές χώρες. Τα κριτήρια που επιλέξαμε βασίστηκαν σε προφανείς αποκλεισμούς, όπως λίμνες σε προστατευόμενες περιοχές, αλλά και σε ό,τι θα μπορούσε να μειώσει το κόστος και τους κινδύνους της ανάπτυξης.»

Αποτελεί μια εφικτή διαδρομή προς την αποανθρακοποίηση που συνοδεύεται από πρόσθετα οφέλη. Ωστόσο, πολλές άλλες στρατηγικές μπορούν να βοηθήσουν μεγάλους βιομηχανικούς τομείς — συχνά συνδεδεμένους με τη χρήση ορυκτών καυσίμων και την παραγωγή άνθρακα — να γίνουν αποτελεσματικά αποανθρακοποιημένοι. Στα επόμενα τμήματα, θα συζητήσουμε ορισμένες τέτοιες βιομηχανίες και θα εξετάσουμε τις πιθανές διαδρομές αποανθρακοποίησής τους.

Χημικά

Η χρήση προβλεπτικής ανάλυσης, προχωρημένης οπτικοποίησης και εργαλείων διαχείρισης ενέργειας με τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να βοηθήσει τη χημική βιομηχανία να βελτιώσει την αποδοτικότητα των πόρων και της ενέργειας. Μπορεί να χρησιμοποιεί ολοένα και περισσότερο βιώσιμα απόβλητα ή βιολογικές πρώτες ύλες, όπως λίπη φυτών ή ζώων, ζάχαρη, λινίνη, ημικυτταρίνη, άμυλο, καλαμπόκι ή ζάχαρη. Μια άλλη πιθανή διαδρομή για αυτή τη βιομηχανία να συμβάλει θετικά στους στόχους αποανθρακοποίησης θα μπορούσε να είναι η αποφυγή παραγωγής παρθένων υλικών όπως πολυμερή, καουτσούκ, μπαταρίες, υλικά συσκευασίας, διαλύτες, υγρά μεταφοράς θερμότητας και λιπαντικά.

Πετρέλαιο και Φυσικό Αέριο

Οι επιχειρήσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου πρέπει να λάβουν δραστικά μέτρα για να αποανθρακοποιηθούν επιτυχώς. Ορισμένες εταιρείες έχουν ήδη χτίσει τις δυνατότητες ανανεώσιμης ενέργειας, ενώ άλλες εξαγοράζουν εταιρείες σε συναφείς τομείς, όπως εγκαταστάτες ηλιακών συστημάτων ή σταθμούς φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων (EV), για να επεκτείνουν το χαρτοφυλάκιό τους με προσφορές χαμηλών ή μηδενικών εκπομπών.

Επιπλέον, υπάρχει η επιλογή μετατροπής του διοξειδίου του άνθρακα σε πρώτη ύλη. Η χρήση του διοξειδίου του άνθρακα ως ακατέργαστο υλικό μπορεί ενδεχομένως να δημιουργήσει αγορές αξίας δισεκατομμυρίων δολαρίων. Για παράδειγμα, εταιρείες όπως η C2CNT χρησιμοποιούν τήξη ηλεκτρόλυσης για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα απευθείας σε νανοσωλήνες άνθρακα, οι οποίοι είναι πιο ανθεκτικοί από το χάλυβα και εξαιρετικά αγώγιμοι.

Πάροχοι Ηλεκτρικής Ενέργειας και Ανανεώσιμες Πηγές

Αυτός ο τομέας ασχολείται ενεργά με την αποανθρακοποίηση εδώ και πολύ καιρό. Ωστόσο, υπάρχει περιθώριο βελτίωσης. Οι παίκτες της βιομηχανίας πρέπει να προωθήσουν ένα πιο ευνοϊκό, απλοποιημένο και αποτελεσματικό ρυθμιστικό περιβάλλον. 

Για να κάνουν τις λειτουργίες τους αδιάλειπτες, καλά συντονισμένες και βέλτιστες, οι εταιρείες πρέπει να μεταβούν έγκαιρα σε ψηφιακά εργαλεία που ενδυναμώνουν μια ευέλικτη οργανωτική δομή. Υπάρχει επίσης μεγαλύτερη ανάγκη για την ανακάλυψη νέων στρατηγικών ανάπτυξης. 

Μεταλλευτική Βιομηχανία και Μέταλλα

Στον τομέα της εξόρυξης, οι εταιρείες επενδύουν σε προσπάθειες ανανεώσιμης ενέργειας για να αντισταθμίσουν τις εκπομπές τους. Για παράδειγμα, η BHP έχει υπογράψει συμφωνία για την ανάπτυξη νέων ηλιακών και αιολικών πάρκων στην πολιτεία Queensland της Αυστραλίας, ώστε να τρέχει η λειτουργία άνθρακα στην περιοχή με ηλιακή ενέργεια και να μειώσει τις έμμεσες εκπομπές της χώρας κατά 20 % σε πέντε χρόνια. Οι εταιρείες εξόρυξης, μέχρι στιγμής, βρίσκονται σε καλή θέση για να διατηρήσουν τις λειτουργικές εκπομπές υπό έλεγχο. Ωστόσο, είναι οι εκπομπές της αλυσίδας αξίας που πρέπει να προσέξουν περισσότερο και να είναι πιο προληπτικές. 

Καθώς οι βιομηχανικοί τομείς και οι κυβερνήσεις αξιολογούν συνεχώς τον αντίκτυπό τους στο περιβάλλον, ειδικά όσον αφορά τα αποτυπώματα άνθρακα, μεμονωμένες εταιρείες προτείνουν καινοτόμες λύσεις. Στα επόμενα τμήματα, θα εξετάσουμε μερικές από αυτές τις εταιρείες. 

#1. Ciel & Terre International

Ιδρύθηκε το 2006 ως ειδικός στην ενσωμάτωση φωτοβολταϊκών συστημάτων, Ciel & Terre International αναπτύσσει μεγάλης κλίμακας πλωτά φωτοβολταϊκά πάρκα από το 2011. Η εταιρεία έχει εγκαταστήσει πλωτά PV σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων των Ondani Ike, Ιαπωνία, Changbin 3 και 4, Ταϊβάν, Tata Steel (TATASTEEL.BO ) Jamshedpur, Ινδία, Montpezat, Γαλλία, Canoe Brook, ΗΠΑ, και πολλά άλλα. 

Η εταιρεία διαθέτει πάνω από δέκα χρόνια δοκιμών και εμπειρίας πεδίου και πάνω από 30 χρόνια παραγωγής πλωτής ηλιακής ενέργειας με τα εργοστάσια της. Η δουλειά της καλύπτει 280 πλωτά ηλιακά έργα παγκοσμίως. 

Αν και δεν θα συζητήσουμε όλη την ιστορία της εταιρείας λεπτομερώς, θα εμβαθύνουμε σε ένα από τα κορυφαία προϊόντα της, το Hydrelio Air Optim. Πρόκειται για ένα ευέλικτο πλωτό ηλιακό σύστημα, το οποίο αποτελεί εξέλιξη του αρχικού συστήματος της εταιρείας, Hydrelio Classic, το πρώτο πατενταρισμένο και βιομηχανοποιημένο πλωτό ηλιακό λύση που εμφανίστηκε παγκοσμίως το 2010. Η λύση μπορεί να αντέξει ισχυρές συνθήκες ανέμου έως 210 km/ώρα ή 130 mph, ισοδύναμο με δυναμική πίεση 1625 pascal. Η τεχνολογία της, σταθεροποιημένη κατά UV, προσφέρει διάρκεια ζωής έως 30 χρόνια. Μπορεί να προσαρμοστεί αποτελεσματικά σε παραθαλάσσιες και κοντινές στην ακτή συνθήκες έως 1 μέτρο, ανάλογα με το μήκος κύματος. Το προϊόν κατασκευάζεται με τα καλύτερα υλικά για να εξασφαλίσει αντοχή στη διάβρωση και συμβατότητα με πόσιμο νερό. 

Η Ciel & Terre διαθέτει επίσης θυγατρική που ονομάζεται Floating Solar UK. Σκοπός της είναι η προμήθεια του συστήματος Hydrelio στο Ηνωμένο Βασίλειο. Μέχρι σήμερα, σύμφωνα με αριθμούς που δημοσιεύει η ίδια η εταιρεία, η Ciel & Terre έχει βοηθήσει στην αποφυγή σχεδόν 740.000 τόνων διοξειδίου του άνθρακα.

#2. Kyocera Global

Μία άλλη εταιρεία που κάνει εξαιρετική δουλειά για την οικοδόμηση μιας αποανθρακοποιημένης κοινωνίας είναι Kyocera Global. Μία από τις καινοτόμες και πρωτοποριακές λύσεις της περιλαμβάνει τα FIT ηλιακά πάνελ που οι υπάλληλοι της Kyocera έχουν εγκαταστήσει στις οικιακές τους στέγες. Η πλεονάζουσα ενέργεια που παράγεται από αυτά τα πάνελ, μαζί με αυτή που παράγεται από τα μη‑FIT και JEPX+ ηλιακά πάρκα της Kyocera, μεταβιβάζεται στην πλατφόρμα Digital Grid P2P, η οποία στη συνέχεια τροφοδοτεί το εργοστάσιο Kyocera Yokohama Nakayama με μη‑φθοστική ηλεκτρική ενέργεια. 

Η Kyocera είναι δοκιμασμένος παίκτης στην κατασκευή πλωτών ηλιακών λύσεων. Το 2018, ξεκίνησε το μεγαλύτερο στην Ιαπωνία 13,7 MW Πλωτό Ηλιακό Πάρκο. Κατασκευασμένο στην επιφάνεια μιας δεξαμενής που διαχειρίζεται το Υπουργείο Υδάτων της Επαρχίας Chiba για βιομηχανική χρήση, αυτό το πάρκο έχει επιφάνεια 180.000 m² (πάνω από 44 στρέμματα). 

Τοποθετήθηκαν 50.904 ηλιακά μοντέλα Kyocera για την παραγωγή εκτιμώμενων 16.170 μεγαβατώρα (MWh) ετησίως, που θα μπορούσαν να τροφοδοτήσουν κοντά σε 5.000 τυπικά νοικοκυριά. Η ενέργεια πωλήθηκε στην TEPCO Energy Partner, Incorporated. Το έργο ξεκίνησε αρχικά από το Δημόσιο Φορέα Επιχειρήσεων της Επαρχίας Chiba, ο οποίος ζήτησε από εταιρείες να βοηθήσουν στη μείωση του περιβαλλοντικού του βάρους.

Όταν αυτό το εργοστάσιο ενεργοποιήθηκε, η εγκατάσταση Kyocera Solar TCL είχε ήδη κατασκευάσει πάνω από 60 ηλιακά πάρκα σε όλη την Ιαπωνία και είχε αναπτύξει επτά πλωτά ηλιακά πάρκα χρησιμοποιώντας τα γλυκά υδάτινα φράγματα και δεξαμενές της Ιαπωνίας αντί για γεωργική γη. 

Σύμφωνα με τα πιο πρόσφατα διαθέσιμα δεδομένα, τα έσοδα πωλήσεων της Kyocera Global ανήλθαν σε 1.492.672 εκατομμύρια γιεν για τα εννιά μήνες που έληξαν στις 31 Δεκεμβρίου 2023. 

Πλωτά Ηλιακά Πάνελ και το Μέλλον της Αποανθρακοποίησης

Σύμφωνα με μια έκθεση που δημοσιεύτηκε από την Παγκόσμια Τράπεζα και εξέτασε τη εφικτότητα δημιουργίας πλωτών ηλιακών πάρκων στην Ινδία, υπάρχουν ορισμένα εμπόδια στην υλοποίηση μεγάλης κλίμακας. Αυτά τα εμπόδια ισχύουν και σε παγκόσμιο επίπεδο. Η παραγωγή ηλιακής ενέργειας από πλωτά πάνελ μπορεί να είναι πιο δαπανηρή από τις εγκαταστάσεις στο έδαφος. Υπάρχει έλλειψη σαφήνειας σχετικά με τα κριτήρια επιλεξιμότητας για μια τοποθεσία πλωτής ηλιακής ενέργειας. Η παραγωγική ικανότητα του εξοπλισμού που βοηθά στην κατασκευή αυτών των εγκαταστάσεων είναι περιορισμένη σε πολλές περιπτώσεις. 

Η Παγκόσμια Τράπεζα σημείωσε επίσης τρόπους με τους οποίους οι πάροχοι θα μπορούσαν να επιταχύνουν και να μεγιστοποιήσουν την υιοθέτηση. Προέτρεψε την καθιέρωση σαφών στόχων για τη χωρητικότητα πλωτής ηλιακής ενέργειας ώστε να καθοριστούν οι συνολικοί στόχοι ηλιακής ενέργειας της χώρας. 

Όπως το πείραμα με το οποίο ξεκινήσαμε τη συζήτηση, συνέστησε τη δημιουργία ενός καταλόγου πιθανών τοποθεσιών για πλωτά ηλιακά έργα ώστε να δοθεί ένα θετικό σήμα στην αγορά και να απλοποιηθεί η διαδικασία ανάπτυξης των έργων. 

Στο εγγύς μέλλον, η ανάπτυξη της παραγωγής ηλιακής ενέργειας με βάση τα FPV θα απαιτήσει την προώθηση και ενθάρρυνση της κατασκευής εξοπλισμού πλωτής ηλιακής ενέργειας σύμφωνα με τυποποιημένες διαδικασίες και πιστοποιήσεις για να εξασφαλιστεί η ποιότητα. Δεδομένου ότι παραμένει ένα αναδυόμενο πεδίο, θα χρειαστούν επενδύσεις σε θεσμούς που μπορούν να διεξάγουν αξιόπιστες μελέτες εφικτότητας για τέτοια έργα.

Κάντε κλικ εδώ για τη λίστα με τις δέκα κορυφαίες μετοχές ηλιακής ενέργειας για επένδυση.