Βιώσιμος σχεδιασμός συστημάτων τηλεθέρμανσης στις λιγνιτικές περιοχές Δυτικής Μακεδονίας

Περιβάλλον εφαρμογής

Ο μετασχηματισμός του ενεργειακού μίγματος, ο οποίος είναι ιδιαίτερα έντονος κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών και χαρακτηρίζεται από το αυξανόμενο μερίδιο συμμετοχής των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ), σηματοδότησε τη μετάβαση προς ένα νέο, πιο βιώσιμο μοντέλο παραγωγής ενέργειας και εξακολουθεί να τροφοδοτεί την ανάγκη διαμόρφωσης ενός ολοένα και πιο σύγχρονου και εύρωστου κανονιστικού πλαισίου, ικανού να υποστηρίξει τη νέα ελεύθερη αγορά ενέργειας. Η μεγάλης κλίμακας διείσδυση των ΑΠΕ συνέτεινε στη δημιουργία νέων επιχειρηματικών μοντέλων και αγορών και δημιούργησε νέες προκλήσεις που απαιτούν διατομεακές και καινοτόμες προσεγγίσεις, μέσω της συνεργασίας παραγόντων από διαφορετικές πλευρές, συνδυάζοντας θέματα που άπτονται της πολιτικής, των οικονομικών και της μηχανικής. Ειδικά στις ανεπτυγμένες οικονομίες, η μετάβαση σε ρυθμιστικό επίπεδο βρίσκεται συνεχώς σε μια διαδικασία (ανα)προσαρμογής, καθοδηγούμενη από τις τεχνολογικές εξελίξεις και τις νέες συνθήκες που αυτές επιβάλλουν.

Ο ρόλος της ελεύθερης αγοράς ενέργειας είναι παράλληλα καταλυτικός και για τη δίκαιη ενεργειακή μετάβαση, η οποία έχει πλέον αποκτήσει σαφή προτεραιότητα ιδίως στην Ευρωπαϊκή Ένωση, όπου καθοδηγείται μέσω του πρωτοπόρου ενωσιακού πλαισίου της Πράσινης Συμφωνίας, υποστηρίζεται ποικιλοτρόπως από μηχανισμούς χρηματοδότησης και δρομολογείται από σύντομες διαδικασίες αδειοδότησης. Αυτή η ώθηση ευνοεί την ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών και επιχειρηματικών μοντέλων. Η Πράσινη Συμφωνία, με τους φιλόδοξους στόχους αλλά και με τους αυστηρούς χρονικούς περιορισμούς που θέτει, ανοίγει το δρόμο προς μία ταχεία μετάβαση, η οποία όμως μπορεί να επιτευχθεί μόνο μέσω συντονισμένης δράσης και συνεργασίας όλων των εμπλεκόμενων φορέων.

Η απανθρακοποίηση του ενεργειακού συστήματος είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που απαιτεί πολυδιάστατο, αναλυτικό και ολοκληρωμένο σχεδιασμό, καθώς αφορά ζητήματα ρυθμιστικά, κοινωνικά, οικονομικά και τεχνικά παράλληλα. Οι θερμοηλεκτρικές μονάδες άνθρακα (λιγνίτη) αλλά και φυσικού αερίου, που στοχοποιούνται ως ζημιογόνες για το περιβάλλον και φαινομενικά αποτελούν τροχοπέδη για τη βιώσιμη ανάπτυξη, είναι μονάδες βασικού φορτίου ιδιαίτερα σημαντικές για την ευστάθεια και αξιοπιστία του συστήματος και η συμμετοχή τους δεν μπορεί να περιορισθεί χωρίς την απαραίτητη υλοποίηση συγκεκριμένων υποδομών (οι οποίες περιλαμβάνουν ΑΠΕ, συστήματα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, υδρογόνου, κλπ.).

Η πρακτική ιστορικά ήταν οι συμβατικές θερμικές μονάδες άνθρακα/λιγνίτη να εγκαθίστανται κατά κανόνα κοντά στις περιοχές εξόρυξης άνθρακα και, σε περιπτώσεις όπου αυτές γειτνιάζουν με κοινότητες, τα συστήματα ηλεκτροπαραγωγής να σχεδιάζονται έτσι ώστε να εκμεταλλεύονται την περίσσεια θερμότητας που παράγεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για να θερμαίνουν νερό (Συμπαραγωγή Ηλεκτρισμού και Θερμότητας «ΣΗΘ»), το οποίο μέσω των δικτύων τηλεθέρμανσης μεταφέρεται στα συστήματα θέρμανσης των κατοικιών της περιοχής – πρακτική βέλτιστη μεν όσον αφορά την εξοικονόμηση ενέργειας, εμπεριέχοντας δε δίκτυα τηλεθέρμανσης μεγάλης κλίμακας τα οποία απαιτούν υψηλό κόστος κεφαλαίου, ενώ τα οικονομικά μοντέλα αυτών των επενδύσεων έχουν σχεδιαστεί για κύκλους ζωής που ξεπερνούν τις τρεις ή περισσότερες δεκαετίες.

Στο πλαίσιο αυτό, ο επικείμενος παροπλισμός των λιγνιτικών μονάδων –συμπεριλαμβανομένων και μεγάλων μονάδων ΣΗΘ από λιγνίτη– της ΔΕΗ θα πρέπει να δρομολογηθεί με τρόπο που να επιτρέπει την έγκαιρη αντικατάσταση της συμβατικής θερμικής ισχύος με βιώσιμες και ευέλικτες λύσεις, διασφαλίζοντας τη συνέχεια του συστήματος τηλεθέρμανσης με τρόπο φιλικό προς το περιβάλλον αλλά και με γνώμονα το συμφέρον των τοπικών κοινοτήτων.

Τηλεθέρμανση και πράσινες εναλλακτικές λύσεις

Με σκοπό τη διερεύνηση βέλτιστης και οικονομικά βιώσιμης λύσης «πράσινης στροφής» στο πλαίσιο της απολιγνιτοποίησης σε ό,τι αφορά την τηλεθέρμανση, η LDK Consultants για λογαριασμό του WWF Hellas υλοποίησε σχετική μελέτη με σκοπό την πρόταση ενός οικονομικά βέλτιστου εναλλακτικού σεναρίου βιώσιμων συστημάτων τηλεθέρμανσης στην περιοχή της Δυτικής Μακεδονίας, βασιζόμενων μεσοπρόθεσμα – αποκλειστικά σε ΑΠΕ και άρα εναλλακτικά των προτεινόμενων συμβατικών προτάσεων του Σχεδίου Δίκαιης Αναπτυξιακής Μετάβασης για τις λιγνιτικές περιοχές. Τα επιμέρους βήματα της μελέτης που διενεργήθηκε εμπεριείχαν:

1. Διερεύνηση δυναμικού επί μέρους πράσινων εναλλακτικών λύσεων τηλεθέρμανσης στις λιγνιτικές περιοχές της Δ. Μακεδονίας (Κοζάνη, Πτολεμαΐδα και Αμύνταιο) και συγκεκριμένα: βιομάζα, βιοαέριο, γεωθερμία χαμηλής ενθαλπίας, ηλιακή θερμική ενέργεια σε συνδυασμό με αντλίες θερμότητας και αποθήκευσης θερμικής ενέργειας (PTES).
2. Πρόταση εναλλακτικών επενδυτικών σεναρίων με επίκεντρο τις παραπάνω διαθέσιμες βιώσιμες τεχνολογίες, που να καλύπτουν τα προβλεπόμενα θερμικά φορτία.
3. Πολυκριτηριακή ανάλυση με βάση κοινωνικοοικονομικά και τεχνοοικονομικά κριτήρια μέσω εισαγωγής παραγόντων στάθμισης και επιλογή του βέλτιστου μίγματος των εναλλακτικών λύσεων.
4. Ανάπτυξη βιώσιμου χάρτη πορείας για τη σταδιακή απανθρακοποίηση του μίγματος ενέργειας για τις εγκαταστάσεις τηλεθέρμανσης στη Δ. Μακεδονία.
5. Συστάσεις πολιτικής με σκοπό την κανονιστική υποστήριξη του βιώσιμου σεναρίου τηλεθέρμανσης.

Σύμφωνα με το Εθνικό Σχέδιο Δίκαιης Αναπτυξιακής Μετάβασης, η συνέχεια της λειτουργίας της τηλεθέρμανσης των λιγνιτικών περιοχών θα διασφαλισθεί με τη διασύνδεση Αμύνταιου, Πτολεμαΐδας και Κοζάνης με ενιαίο δίκτυο αγωγών ζεστού νερού που θα επιτρέψει τη δημιουργία ενός θερμικού κόμβου, ο οποίος θα αποτελείται από:

• την τροποποιημένη μονάδα της Πτολεμαΐδας 5 ισχύος 140 MWth
• νέα μονάδα ΣΗΘΥΑ στην Καρδιά ισχύος 60 MWth
• ηλεκτρικό λέβητα ισχύος 80MWh.

Τα παραπάνω (διασύνδεση συστημάτων περιοχής, συνολική εγκατεστημένη θερμική ισχύς 380 MWth και εκτιμώμενη παραγωγή θερμικής ενέργειας περί τις 500 GWhth ετησίως) αποτέλεσαν και το σενάριο βάσης στο πλαίσιο της μελέτης, σύμφωνα με το οποίο εκτιμήθηκαν οι ανάγκες για θερμική ισχύ και ανάλογα πραγματοποιήθηκε η διαστασιολόγηση των προτεινόμενων πράσινων εναλλακτικών λύσεων. Επιπλέον σε σχέση με το σενάριο βάσης, δεδομένου ότι η τροποποιημένη μονάδα της Πτολεμαΐδας 5 καθώς και η μονάδα ηλεκτρικού λέβητα είναι υπό κατασκευή αυτό το διάστημα, έγινε η παραδοχή πως η πρώτη θα συμμετέχει επικουρικά στο φορτίο βάσης, ενώ η δεύτερη θα τίθεται σε λειτουργία σε περιπτώσεις αιχμών ζήτησης θερμικού φορτίου. Αξίζει να σημειωθεί ότι αθροιστικά στα συστήματα ΤΘ Κοζάνης, Πτολεμαΐδας και Αμύνταιου η εγκατεστημένη θερμική ισχύς σήμερα είναι περίπου 350 MWth. Εκτιμάται βέβαια ότι οι επενδύσεις σε παρεμβάσεις ενεργειακής εξοικονόμησης θα οδηγήσουν μεσοπρόθεσμα σε μείωση της συνολικής ζήτησης θερμικής ενέργειας, σε συνδυασμό και με το επιδοτούμενο πρόγραμμα «Εξοικονομώ», το οποίο θα παρέχει για τις λιγνιτικές περιοχές αυξημένη χρηματοδότηση συγκριτικά με άλλες περιοχές.

Οι πιθανές «πράσινες» λύσεις εξετάστηκαν σε επίπεδο προμελέτης σκοπιμότητας ως προς την τεχνική τους εφικτότητα και οικονομική βιωσιμότητα. Για κάθε περίπτωση αναλύθηκαν οι περιορισμοί, τα εμπόδια, οι δυνατότητες και οι προοπτικές με σκοπό το βέλτιστο συνδυασμό τους. Πιο συγκεκριμένα:

• Για τη βιομάζα και το βιοαέριο εντοπίζεται ως σημαντικό το πρόβλημα της περιορισμένης εφοδιαστικής αλυσίδας καύσιμης ύλης από αγροτική δραστηριότητα της ευρύτερης περιοχής, που περιορίζει σε μεγάλο βαθμό τις προοπτικές για άμεση αξιοποίηση του τεχνικά διαθέσιμου δυναμικού. Αντιθέτως όμως, η συγκεκριμένη λύση αποδεδειγμένα αποτελεί σημαντική δυνατότητα οικονομικής ανάκαμψης των τοπικών κοινοτήτων μέσω της δημιουργίας νέων θέσεων εργασίας σε πολλαπλές νέες επιχειρηματικές δραστηριότητες και μοντέλα.
• Για τις υπόλοιπες τεχνολογίες οι περιορισμοί αφορούν κυρίως σε θέματα χωροταξικά, καθώς και η γεωθερμία αλλά και τα θερμικά ηλιακά συστήματα θα πρέπει να καταλαμβάνουν πολύ μεγάλη έκταση για την κάλυψη των απαιτούμενων αναγκών σε θερμική ενέργεια. Αξίζει να σημειωθεί πως ένα από τα μεγαλύτερα θερμικά ηλιακά συστήματα τηλεθέρμανσης της Ευρώπης βρίσκεται στο Σίλκεμποργκ της Δανίας, καταλαμβάνει 160.000 τ.μ. και παράγει περί τις 80 GWth ετησίως. Για τις δύο αυτές τεχνολογίες κρίθηκε απαραίτητος ο συνδυασμός με αντλίες θερμότητας, δεδομένου ότι απαιτείται ευελιξία κατά την παραγωγή, η οποία δεν θα μπορούσε να επιτευχθεί διαφορετικά.
• Για την περίπτωση των ηλιακών συνεκτιμήθηκε επιπλέον και η ανάλογη δεξαμενή εποχιακής αποθήκευσης (PTES). Η σημαντική αύξηση των αναγκών του συστήματος τηλεθέρμανσης σε ηλεκτρική ενέργεια ως αποτέλεσμα της εισαγωγής αντλιών θερμότητας εικάζεται πως θα μπορούσε να παραμείνει περιβαλλοντικά μια πράσινη λύση, υπό την παραδοχή ότι θα εξυπηρετείται από συστήματα ΑΠΕ.

Σύμφωνα με τη μελέτη, για ένα ρεαλιστικό σενάριο απανθρακοποίησης του συστήματος τηλεθέρμανσης καθοριστικό ρόλο διαδραματίζει ο ρυθμός ωρίμανσης της εφοδιαστικής αλυσίδας βιομάζας κυρίως από αγροτική δραστηριότητα –δεδομένων των αποτελεσμάτων διάφορων μελετών σχετικά με το διαθέσιμο δυναμικό στην ευρύτερη περιοχή– καθώς η συγκεκριμένη λύση είναι ικανή να αποτελέσει τη βασική και πιο αξιόπιστη πηγή θερμικής ενέργειας, καλύπτοντας το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου βάσης.

Με βάση τα παραπάνω, κατά την πολυκριτηριακή ανάλυση που διενεργήθηκε με σκοπό την ανάδειξη του βέλτιστου σεναρίου-μίγματος των προαναφερθεισών τεχνολογιών ΑΠΕ, λήφθηκαν υπόψη οι παρακάτω παράγοντες (με διαφορετικά επίπεδα βαρύτητας/σημαντικότητας ο καθένας):

• Σταθμισμένο Κόστος Ενέργειας (LCOE): Κρίσιμη παράμετρος για την αξιολόγηση των βιώσιμων σεναρίων όσον αφορά τα τελικά επιτρεπτά επίπεδα τιμολόγησης ενέργειας.
• Εσωτερικός Βαθμός Απόδοσης (IRR): Δείκτης για την αξιολόγηση της κερδοφορίας κάθε βιώσιμου σεναρίου.
• Επίπεδο ευελιξίας: Τεχνική παράμετρος που χαρακτηρίζει το βαθμό ικανότητας κάθε μονάδας του προτεινόμενου βιώσιμου σεναρίου να ανταποκριθεί στις απότομες εναλλαγές της ζήτησης του συστήματος και η οποία καθορίζεται από το ρυθμό μεταβολής του επιπέδου παραγωγής ενέργειας.
• Ρίσκο εφαρμογής: Δείκτης σχετικός με εγγενείς  κινδύνους των τεχνολογιών βιομάζας και γεωθερμίας. Η αύξηση της εξάρτησης του συστήματος τηλεθέρμανσης από τη βιομάζα αυξάνει τα επίπεδα κινδύνου, λόγω της σημερινής πρώιμης κατάστασης της αλυσίδας εφοδιασμού γεωργικών καταλοίπων καθώς και των μη ρυθμιζόμενων τιμών τους. Ο κίνδυνος της γεωθερμίας χαμηλής ενθαλπίας έγκειται στις δυσκολίες και τις πολυπλοκότητες όσον αφορά την τεχνική σκοπιμότητα.
• Δημιουργούμενες θέσεις εργασίας: Κρίσιμη παράμετρος κοινωνικοοικονομικής υφής. Κάθε σενάριο αξιολογείται περαιτέρω με βάση τις θέσεις εργασίας που δημιουργεί και πιο σημαντικά σε μακροπρόθεσμο ορίζοντα (κατά τη διάρκεια του σταδίου λειτουργίας).

Η πολυκριτηριακή ανάλυση διενεργήθηκε επί τη βάσει δύο εναλλακτικών σεναρίων σε σχέση με την ειδική βαρύτητα των δύο τελευταίων εκ των παραπάνω παραγόντων με διαφοροποιημένους συντελεστές στάθμισης κατά περίπτωση, ήτοι:

• το πρώτο αξιολογώντας ως σημαντικότερη παράμετρο τη μεγιστοποίηση των θέσεων εργασίας (Σενάριο 1) και
• το δεύτερο τον περιορισμό του ρίσκου εφαρμογής (Σενάριο 2).

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μελέτης, η διαφορά των δύο σεναρίων προκύπτει μικρή. Το σενάριο 2, ελάχιστου ρίσκου, διασφαλίζει τις θέσεις εργασίας που δημιουργούνται σχεδόν στο ίδιο επίπεδο, παρόλο που ο συντελεστής στάθμισης της παραμέτρου αυτής είναι μικρότερος.

Η επιλογή της βέλτιστης λύσης ανάμεσα στις προκριθείσες περιπτώσεις έγινε με βάση την περιβαλλοντική απόδοση και πιο συγκεκριμένα με τις εκπομπές άνθρακα κύκλου ζωής κάθε σεναρίου. Το βιώσιμο σενάριο που προκρίνεται τελικά είναι αυτό του ελάχιστου ρίσκου εφαρμογής, το οποίο βασίζεται κατά κύριο λόγο στη βιομάζα, με επικουρική συμμετοχή ηλιακών θερμικών και γεωθερμίας χαμηλής ενθαλπίας, κοστολογείται περί τα 120 εκατ. ευρώ και αντιστοιχεί στο ακόλουθο μίγμα:

• Λέβητες βιομάζας: 95MWth
• Γεωθερμία χαμηλής ενθαλπίας με αντλίες θερμότητας: 15MWth
• Ηλιακά θερμικά με αντλίες θερμότητας και εποχιακή αποθήκευση (PTES): 150MWth.

Ειδικότερα για την περίπτωση της βιομάζας κρίνεται σκόπιμη η σταδιακή ένταξή της στο σύστημα με βήματα των 30 MW ανά διετία/τριετία, παράλληλα με την ωρίμανση της εφοδιαστικής αλυσίδας, με στόχο η τελική ισχύς (των 95 MW) να είναι διαθέσιμη σε μεσοπρόθεσμο ορίζοντα (2030).

Επιλογές χρηματοδότησης

Η διενεργηθείσα ανάλυση κατέδειξε ότι η οικονομική βιωσιμότητα των πράσινων εναλλακτικών επιλογών, παρά το υψηλό κόστος κεφαλαίου, είναι κοντά στα όρια της θετικότητας, πρέπει όμως να σημειωθεί ότι τα συνολικά οφέλη, λαμβάνοντας υπόψη τους κοινωνικο-οικονομικούς παράγοντες και ειδικά τις νέες θέσεις εργασίας –οι οποίες για την προταθείσα λύση εκτιμήθηκαν σε περίπου 4.000 (φάσεις κατασκευής και λειτουργίας)–, είναι ιδιαίτερα σημαντικά.

Σε κάθε περίπτωση συνιστάται η χρηματοδότηση με μορφή επιχορηγήσεων ή μέσω άλλων συστημάτων στήριξης για τη μείωση του ενδεχόμενου ρίσκου. Ένα σχετικό πρόγραμμα κρατικών ενισχύσεων που στοχεύει στην οικονομική υποστήριξη επενδύσεων σε συστήματα τηλεθέρμανσης που βασίζονται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας εγκρίθηκε πρόσφατα σύμφωνα με τους κανόνες της Ευρωπαϊκής Επιτροπής για τις κρατικές ενισχύσεις της ΕΕ στη Ρουμανία. Ο κύριος στόχος αυτού του σχεδίου των 150 εκατ. ευρώ θα είναι η υποστήριξη της κατασκευής ή αναβάθμισης συστημάτων τηλεθέρμανσης, σύμφωνα με τους στόχους της Πράσινης Συμφωνίας. Το επενδυτικό σχέδιο της Ευρωπαϊκής Πράσινης Συμφωνίας επιτρέπει στα κράτη μέλη να χρησιμοποιούν πρόσθετη ευελιξία όσον αφορά το μέγιστο ποσό στήριξης που μπορεί να χορηγηθεί για την παραγωγή τηλεθέρμανσης. Η προγραμματισμένη στήριξη θα λάβει τη μορφή άμεσων επιχορηγήσεων που χρηματοδοτούνται από τα διαρθρωτικά ταμεία της ΕΕ που διαχειρίζεται η Ρουμανία. Κρίνεται σκόπιμη λοιπόν η διερεύνηση αξιοποίησης ανάλογων χρηματοδοτικών εργαλείων και στην περίπτωση των συστημάτων τηλεθέρμανσης στην Ελλάδα.

Μεταρρυθμίσεις – Συστάσεις

• Άμεση προτεραιότητα σε πράσινες επενδύσεις τηλεθέρμανσης στις λιγνιτικές περιοχές ως μεσοπρόθεσμη επιλογή στο πλαίσιο της αναδιατύπωσης του ΣΔΑΜ
• Αναζήτηση μηχανισμών χρηματοδότησης για σχετικές πράσινες επενδύσεις τηλεθέρμανσης μέσω διαρθρωτικών ταμείων της ΕΕ ή άλλων πηγών
• Ανάπτυξη βιώσιμης πολιτικής χωροταξικού σχεδιασμού σχετικά με τις προτεινόμενες τεχνολογίες (με ενδεχόμενη πρόβλεψη εγκαταστάσεων εντός των εκτάσεων λιγνιτικών περιοχών στα πλαίσια της αποκατάστασης γαιών) αλλά και αναφορικά με την εφοδιαστική αλυσίδα βιομάζας
• Επανεξέταση και ενημέρωση των προτύπων για τις προτεινόμενες τεχνολογίες ΑΠΕ-ΤΘ για να εξασφαλιστεί η εφαρμογή των καλύτερων πρακτικών
• Μεταρρυθμίσεις με σκοπό την ενίσχυση της παραγωγής και διάθεσης βιομάζας, ειδικότερα, ως προς:

–Την παροχή κινήτρων για την ενθάρρυνση της αγροδασοκομίας μέσω της προώθησης οργανώσεων κοινωνικής οικονομίας (συνεταιρισμοί, KOINΣEΠ κλπ.) για την ταχεία ανάπτυξη της εφοδιαστικής αλυσίδας καυσίμων βιομάζας

–Την ανάπτυξη πλαισίου για την τιμολόγηση των προϊόντων βιομάζας και την προστασία των προμηθευτών

–Τη βιώσιμη διαχείριση των δασών και βιώσιμη χρήση βιομάζας από SRC.

Η πλήρης απολιγνιτοποίηση του συστήματος είναι πλέον ορατή, καθώς επιταχύνεται γρηγορότερα ίσως από τις προβλέψεις. Το φυσικό αέριο προβλέπεται να έχει συμβολή ως μεταβατικό καύσιμο, όμως σε κάθε περίπτωση και αναφορικά με την τηλεθέρμανση η επιλογή λύσεων με αυξημένη συμμετοχή των ΑΠΕ στο πλαίσιο μιας γενικότερης στρατηγικής απανθρακοποίησης του ενεργειακού μείγματος είναι μια εκδοχή που πρέπει σοβαρά να εξετασθεί, να παραμετροποιηθεί και να δρομολογηθεί ως η πλέον συμβατή με τη συγκεκριμένη στρατηγική.