Fuel cells vs Flow cells (κυψέλες καυσίμου και κυψέλες ροής)

Πολύς λόγος γίνεται τελευταία για τις «κυψέλες καυσίμου» (fuel cells) και ακόμα πιο πρόσφατα για τις «κυψέλες ροής» (flow cells) ή "οξειδοαναγωγικής ροής", που προτείνονται σαν ιδανικές λύσεις για την ηλεκτροκίνηση των αυτοκινήτων.

Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα έχουν φθάσει πλέον σε ωριμότητα ως προς τη σχεδίαση και κατασκευή των ηλεκτρικών κινητήρων και των ηλεκτρονικών που τους διαχειρίζονται, ενώ ενσωματώνουν και πολλά τεχνικά πλεονεκτήματα όπως τη μηχανολογική απλότητα (πολύ απλούστερος και συμπαγέστερος κινητήρας, κατάργηση κιβωτίου ταχυτήτων και συμπλέκτη) και τη δυνατότητα ανάκτησης μέρους της ενέργειας του φρεναρίσματος.

Υπάρχει όμως ένα σημείο στο οποίο υστερούν σημαντικά έναντι των κινητήρων εσωτερικής καύσης, που είναι η αυτονομία τους.

Η αυτονομία των ηλεκτρικών αυτοκινήτων με συσσωρευτές, φθάνει σήμερα πρακτικά γύρω στα 350 km (εξαιρούνται τα σημαντικά ακριβότερα Tesla), αλλά δεν είναι μόνον αυτό το πρόβλημα.

Είναι και ο χρόνος επαναφόρτισης, που είναι της τάξης του οκτάωρου (για οικιακή φόρτιση), ή τουλάχιστον του εικοσάλεπτου (για ταχυφόρτιση κατά 80%).

Υπάρχει επίσης το πρόβλημα του βάρους των συσσωρευτών, που όμως ουσιαστικά είναι ενσωματωμένο στο πρόβλημα της αυτονομίας, αφού τελικά την περιορίζει. Παραμένει τέλος και το θέμα του αρκετά μεγαλύτερου κόστους, σε σχέση με τα αντίστοιχων επιδόσεων συμβατικά αυτοκίνητα.

Προφανώς οι εταιρείες εργάζονται πυρετωδώς για να λύσουν αυτά τα προβλήματα, αλλά υπάρχουν δύο άλλες λύσεις που χρησιμοποιούν επίσης τον ηλεκτρικό κινητήρα με όλα τα πλεονεκτήματά του, ενώ παράλληλα λύνουν το πρόβλημα της αυτονομίας. (Στη σύγκριση δεν συμπεριλαμβάνονται τα υβριδικά αυτοκίνητα, καθώς δεν απαλλάσσονται από τον θερμικό κινητήρα).

Κυψέλες καυσίμου.

Μία μέθοδος είναι η ηλεκτρική ενέργεια αντί να προέρχεται από συσσωρευτές, να λαμβάνεται από μία κυψέλη καυσίμου. Οι κυψέλες καυσίμου δεν είναι νέα επινόηση, δημιουργήθηκαν το 1839 από τον Sir William Grove, χρησιμοποιήθηκαν συστηματικά τη δεκαετία του 1960 στις διαστημικές πτήσεις, αλλά επανήλθαν δυναμικά στο προσκήνιο την τελευταία δεκαετία με τη ραγδαία εξέλιξη των ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Υπάρχουν πολλών ειδών κυψέλες καυσίμου, αλλά εδώ θα εξετάσουμε την πιο συνηθισμένη για χρήση σε αυτοκίνητα, την κυψέλη καυσίμου υδρογόνου με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (PEM).

Μία κυψέλη καυσίμου υδρογόνου αποτελείται από ένα δοχείο (κυψέλη) στον οποίο δύο αέρια, υδρογόνο που προέρχεται από κάποια δεξαμενή (κίτρινα βέλη, αριστερά) και οξυγόνο που προέρχεται από τον ατμοσφαιρικό αέρα (γαλάζια βέλη δεξιά), συναντώνται για την παραγωγή νερού και ηλεκτρικού ρεύματος (και θερμότητας). Μέσα στην κυψέλη υπάρχουν δύο ηλεκτρόδια από άνθρακα στον οποίο όμως έχει εμφυτευθεί πλατίνα (ανοικτό γκρι) και διαχωρίζονται μεταξύ τους από ειδική ημιπερατή μεμβράνη από μονωτικό υλικό (σκούρο γκρι, στο κέντρο), που παίζει τον ρόλο του ηλεκτρολύτη. Όταν τα άτομα του υδρογόνου συναντήσουν το ηλεκτρόδιο που βρίσκεται προς την πλευρά τους, η πλατίνα δρα σαν καταλύτης και διαχωρίζει το θετικό πρωτόνιο του πυρήνα (Η⁺) από το αρνητικό ηλεκτρόνιο (e^-). Η μεμβράνη επιτρέπει στο πρωτόνιο να περάσει σαν ιόν, αλλά όχι και στο ηλεκτρόνιο που χρειάζεται αγώγιμο υλικό για να κινηθεί. Τέτοιο υλικό όμως είναι το ηλεκτρόδιο (άνοδος), οπότε τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσα από το αγώγιμο κύκλωμα (και το φορτίο εφόσον έχει συνδεθεί) μέχρι να φθάσουν στο άλλο ηλεκτρόδιο (κάθοδο). Στην κάθοδο, η πλατίνα που την επικαλύπτει βοηθάει την αντίδραση του οξυγόνου της ατμόσφαιρας με τους πυρήνες του υδρογόνου ώστε να παραχθεί νερό, ενώ τα ηλεκτρόνια που έχουν κάνει «τον γύρο» μέσα από το κύκλωμα, φροντίζουν για την αποκατάσταση της ηλεκτρικής ισορροπίας στην αντίδραση. Κάθε κυψέλη παράγει τάση περίπου 0.7 V, οπότε για μεγαλύτερη τάση θα πρέπει να μπουν σε σειρά πολλές κυψέλες, σχηματίζοντας «πακέτο».

Η κυψέλη υδρογόνου έχει (έναντι των συσσωρευτών) ένα μεγάλο πλεονέκτημα, αλλά και κάποια μειονεκτήματα. Το πλεονέκτημα είναι η σημαντική αυτονομία που εξασφαλίζει με μία ποσότητα υδρογόνου που μπορεί εύκολα να μεταφέρει το αυτοκίνητο. Το μειονέκτημα είναι ότι ενώ η ποσότητα αυτή του υδρογόνου (σαν μάζα) είναι μικρή, δεν μπορεί πρακτικά να υγροποιηθεί και πρέπει να μεταφερθεί σαν αέριο σε σημαντικά υψηλή πίεση, οπότε χρειάζεται αρκετό όγκο για τις πολύ ισχυρές δεξαμενές που θα το περιέχουν.

Επίσης, το υδρογόνο είναι ένα «δύσκολο» στη διαχείρισή του καύσιμο καθώς διαρρέει πολύ εύκολα (εξαιτίας του πολύ μικρού μορίου του) και καίγεται χωρίς ορατή φλόγα, κάτι που σε περίπτωση ατυχήματος είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο (αν και γρήγορα ανυψώνεται στην ατμόσφαιρα).

Σήμερα (αρχές της δεκαετίας 2020), υπάρχει ουσιαστικά ένα μόνο αυτοκίνητο παραγωγής με κυψέλη υδρογόνου*, το τετραθέσιο Mirai της Toyota από το 2014, που κυκλοφορεί όμως προς το παρόν στην Ιαπωνία, σε ορισμένες περιοχές των ΗΠΑ και Καναδά και σε ορισμένες χώρες της βόρειας Ευρώπης, καθώς εκεί υπάρχουν (προς το παρόν) κάποια πρατήρια υδρογόνου, αν και το δίκτυο συνεχώς επεκτείνεται.

*Από ένα μοντέλο της Hyundai (Nexo) και της Honda (Clarity FC) έχουν κυκλοφορήσει στις ΗΠΑ, αλλά με μικρή επιτυχία.

Όσο για την παραγωγή του υδρογόνου, αυτή κυρίως προέρχεται από ηλεκτρόλυση νερού (παρότι μπορεί να παραχθεί και από υδρογονάνθρακες), αν και η μακροχρόνια προοπτική είναι να παράγεται κοντά στα πρατήρια διανομής, με ενέργεια που θα προέρχεται από τον ήλιο ή από άλλες ανανεώσιμες πηγές.
Εναλλακτικά, μια αυστραλιανή εταιρεία (CSIRO) δοκιμάζει τρόπους αποθήκευσης του υδρογόνου σε μορφή αμμωνίας (η αμμωνία αποτελείται από υδρογόνο και άζωτο), από την οποία θα το ανακτά με την αντίστροφη διαδικασία και χρήση ειδικής μεμβράνης. Παρόμοιες δοκιμές γίνονται από το 2014 στην Αγγλία,  ενώ μια ολλανδική εταιρεία δοκιμάζει με αντίστοιχο σκεπτικό το μυρμηκικό οξύ. Το μυρμηκικό οξύ (formic acid, χημικός τύπος HCOOH) συντίθεται δεσμεύοντας υδρογόνο και διοξείδιο του άνθρακα σε μία μη αναφλέξιμη υγρή μορφή. Με αυτόν τον τρόπο το διοξείδιο του άνθρακα ανακυκλώνεται, ενώ το υδρογόνο συνδυάζεται με το οξυγόνο της ατμόσφαιρας στην κυψέλη καυσίμου παράγοντας νερό και ταυτόχρονα ηλεκτρισμό. 

Το 2019 ανακοινώθηκε ότι με χρήση καταλύτη βισμουθίου (ένα πολύ βαρύ εύθραυστο μέταλλο) η παραγωγή μυρμηκικού οξέος με σύνθεση υδρογόνου και διοξειδίου του άνθρακα γίνεται πολύ αποδοτικότερα, καθιστώντας εφικτή τη βιομηχανική παραγωγή του.

Μάλιστα το 2021 η χρήση του βισμουθίου σαν καταλύτης βελτιώθηκε, τόσο ως προς τη δυνατότητα παραγωγής μεγαλύτερων ποσοτήτων του ιδίου, όσο και ως προς στην ποιότητα του παραγομένου μυρμηκικού οξέος ώστε να μη χρειάζεται στάδιο καθαρισμού.

Η διάταξη κίνησης του Mirai της Toyota. Η κυψέλη καυσίμου (FC Stack) τροφοδοτείται από δεξαμενή υδρογόνου στο πίσω μέρος του αυτοκινήτου. Υπάρχει πάντως και συσσωρευτής κίνησης (Drive battery) για να αντιμετωπίζει την απότομη ζήτηση ισχύος, αλλά και να αποθηκεύει την ενέργεια που ανακτάται κατά το φρενάρισμα. Ο ηλεκτρικός κινητήρας είναι ισχύος 113 kW (152 hp), η αποθηκευμένη ενέργεια του συσσωρευτή κίνησης είναι 1.6 kWh (τύπος nickel-metal hydride), ενώ η αυτονομία φθάνει τα 500 km με δύο δεξαμενές (φαίνεται μόνον η μία, η άλλη είναι εμπρός από τους πίσω τροχούς) από συνθετικά υλικά, που περιέχουν συνολικά 5 kg υδρογόνου σε πίεση 700 bar. Το απόβαρο του αυτοκινήτου είναι 1850 kg.

Κυψέλες ροής (ή οξειδοαναγωγικής ροής - Redox).

Η άλλη μέθοδος, είναι η αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας σε κυψέλη ροής.

Η ιστορία της είναι περίπου παράλληλη με αυτή της κυψέλης καυσίμου. Εφευρέθηκε το 1884 από τον Γάλλο μηχανικό Charles Renard για να τροφοδοτήσει τον ηλεκτρικό κινητήρα ενός αερόπλοιου, ενώ τη δεκαετία του 1970 κίνησε το ενδιαφέρον της NASA για ενδεχόμενη χρήση σε μελλοντική σεληνιακή βάση.

Την κυψέλη ροής μπορούμε να τη φανταστούμε σαν μία κυψέλη καυσίμου, όπου αντί για δύο αέρια που αντιδρούν και παράγουν ηλεκτρισμό έχουμε δύο υγρά ιοντικών διαλυμάτων που αντιδρούν μεταξύ τους με το ίδιο αποτέλεσμα, δηλαδή την παραγωγή ηλεκτρισμού.

Συνήθως χρησιμοποιείται το ηλεκτρολυτικό διάλυμα ενός δραστικού μετάλλου (Λίθιο, Κάλιο, Νάτριο, Ψευδάργυρος) που θα τροφοδοτήσει το ηλεκτρόδιο που θα γίνει ο αρνητικός πόλος και ένα διάλυμα αλογόνου (Βρώμιο, Χλώριο, Ιώδιο) που θα τροφοδοτήσει το άλλο ηλεκτρόδιο που θα γίνει ο θετικός πόλος. Και τα δύο ηλεκτρόδια είναι από γραφίτη.

Η διαφορά με την κυψέλη καυσίμου είναι ότι τα δύο αυτά υγρά αποθηκεύονται σε αντίστοιχες δεξαμενές και τροφοδοτούνται ταυτόχρονα, με ελεγχόμενη ροή και σε κλειστό κύκλωμα στην κυψέλη, ενώ όταν «εκφορτιστούν» μπορούν να αντικατασταθούν με μία σύντομη διαδικασία, οπότε το σύστημα θα είναι έτοιμο να επαναλάβει τη λειτουργία του.

Εναλλακτικά, τα δύο υγρά μπορούν να «επαναφορτιστούν» με διαδικασία αντίστοιχη των συσσωρευτών ώστε να επανέλθουν στην αρχική τους κατάσταση, αλλά είναι φανερό ότι για την αυτοκίνηση είναι η πρώτη μέθοδος που έχει ενδιαφέρον.

Η κυψέλη ροής αποτελείται, όπως και η κυψέλη καυσίμου, από ένα δοχείο με δύο ηλεκτρόδια γραφίτη που χωρίζονται από ημιπερατή μεμβράνη. Δύο υγρά (που το ένα παρέχει τα ανιόντα δηλαδή τα ηλεκτρόνια και το άλλο τα κατιόντα) αποθηκεύονται σε χωριστές δεξαμενές και τροφοδοτούνται με ελεγχόμενη ροή μέσω αντίστοιχων αντλιών σε κλειστό κύκλωμα. Τυπικά «ζευγάρια» αποτελούν τα ηλεκτρολυτικά διαλύματα του ψευδάργυρου / χλώριου (παλαιότερο), ή του ψευδάργυρου/ βρώμιου (νεώτερο). Η ηλεκτρικά μονωτική μεμβράνη που διαχωρίζει τα δύο υγρά επιτρέπει, όπως και στην περίπτωση της κυψέλης καυσίμου, την ανταλλαγή των ιόντων τους αλλά όχι των ηλεκτρονίων, τα οποία κυκλοφορούν μέσω των ηλεκτροδίων και του φορτίου. Και σ’ αυτή την περίπτωση η παραγόμενη τάση μιας μόνον κυψέλης είναι μικρή (1.0 - 2.2 V), οπότε απαιτείται η διαμόρφωση σε συστοιχία για πρακτικές χρήσεις. Όταν η κυψέλη εκφορτιστεί, οι δύο δεξαμενές θα περιέχουν το ίδιο τελικό μίγμα, οπότε τα υγρά χρειάζονται αναγέννηση ή αντικατάσταση. Μπορούμε επίσης να φανταστούμε την κυψέλη ροής σαν συσσωρευτή, όπου η ηλεκτρική ενέργεια αντί να αποθηκεύεται σαν αλλαγή της σύστασης των ηλεκτροδίων, αποθηκεύεται σαν αλλαγή της σύστασης των ηλεκτρολυτικών υγρών.

Το πλεονέκτημα της κυψέλης ροής (ουσιαστικά πάντα πρόκειται για συστοιχία κυψελών) στην περίπτωση των αυτοκινήτων, είναι η δυνατότητα γρήγορης αντικατάστασης των υγρών σε ειδικό πρατήριο με «φρέσκα» υγρά και η ανακύκλωση των χρησιμοποιημένων, δηλαδή η επαναφορά τους στην αρχική κατάσταση για την επόμενη χρήση.

Οι κυψέλες ροής βρίσκονται ακόμα σε πειραματικό στάδιο και η έρευνα έχει επικεντρωθεί από μεγάλα ερευνητικά ιδρύματα, όπως το πανεπιστήμιο Stanford, στην επιλογή των κατάλληλων υγρών που θα αυξήσουν την ταχύτητα της αντίδρασης, θα μειώσουν τη θερμοκρασία και το κόστος, και θα κάνουν το χειρισμό των υγρών ασφαλέστερο.
Οι κυψέλες ροής θεωρούνται επίσης μία καλή λύση και στο πρόβλημα της μακροχρόνιας αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας σε στατικές εφαρμογές (πχ σε συστήματα αδιάλειπτης παροχής ενέργειας ή σε απομονωμένες κατοικίες), καθώς μπορούν να παραμείνουν σε κατάσταση αναμονής πρακτικά επ' αόριστον χωρίς να μειώνεται η χωρητικότητά τους και χωρίς προβλήματα ασφάλειας, καθώς είναι άκαυστες. 

Υπάρχουν όμως και ιδιωτικές εταιρείες που κάνουν τη δική τους έρευνα στις κυψέλες ροής, με τη ελβετική NanoFlowcell Holdings (ιδρύθηκε το 2013) να έχει προχωρήσει στην κατασκευή ενός σπορ πειραματικού αυτοκινήτου, του Quantino, με εντυπωσιακές επιδόσεις στον τομέα της αυτονομίας.

Φυσικά, καθώς προς το παρόν η όλη διάταξη είναι πειραματική, δεν υπάρχει η δυνατότητα αντικατάστασης των υγρών παρά μόνον στις εγκαταστάσεις της εταιρείας, στη Ζυρίχη.

Επίσης, αν και σε αυτή τη φάση το κόστος του αυτοκινήτου είναι προφανώς σημαντικό, η εταιρεία υπόσχεται ότι σε μελλοντική παραγωγή το κόστος θα είναι συγκρίσιμο με αυτό των ανταγωνιστικών αυτοκινήτων.

Το Quantino, είναι ένα 2+2 θέσεων πειραματικό αυτοκίνητο με σπορ εμφάνιση και μήκος σχεδόν 4 m, που κινείται με ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από κυψέλη ροής, οι λεπτομέρειες της οποίας παραμένουν μυστικές. Το όχημα πάντως (σύμφωνα με τον κατασκευαστή*) έχει πετύχει το 2017 την εντυπωσιακή αυτονομία των 1400 km(!) με ένα «γέμισμα» του συστήματός του, που παρέχει 85 kWh αποθηκευμένης ηλεκτρικής ενέργειας. Η ισχύς του είναι 80 kW (108 hp), το βάρος του χωρίς τα υγρά σχεδόν 700 kg, ενώ τα υγρά της κυψέλης αποθηκεύονται σε δύο δεξαμενές των 96 λίτρων η κάθε μία. Σημαντικό είναι επίσης ότι το Quantino δεν χρειάζεται πυκνωτές ενίσχυσης (ενώ δεν έχει ανακοινωθεί αν χρησιμοποιείται συσσωρευτής κίνησης), καθώς έχει βρεθεί τρόπος η κυψέλη να ανταποκρίνεται ακόμα και σε απότομη αύξηση της ζήτησης ισχύος. Πολύ λιγότερο σημαντικό (αλλά πάντως εντυπωσιακό) είναι ότι το αυτοκίνητο δεν αποβάλει τίποτα προς το περιβάλλον, ούτε καν νερό όπως τα οχήματα με κυψέλες καυσίμου.

*Κατά την άποψη του γράφοντα, τα νούμερα του κατασκευαστή φαίνονται υπερβολικά αισιόδοξα και μένει να επιβεβαιωθούν από ανεξάρτητους δοκιμαστές.

Ενώ μεσολάβησε μια μεγάλη περίοδος σιωπής για το Quantino, στα τέλη του 2022 ανακοινώθηκε ότι η εταιρεία NanoFlowcell Holdings που πλέον εδρεύει στο Λονδίνο, ψάχνει επενδυτές για να ξεκινήσει την παραγωγή του αυτοκινήτου στις ΗΠΑ, δημιουργώντας φυσικά τις τις κατάλληλες υποδομές για την αντικατάσταση των υγρών του. Μάλιστα για να γιορτάσει την περίσταση, παρήγαγε το Quantino 25 με δύο ηλεκτροκινητήρες με συνδυασμένη ισχύ 320 ίππων, δύο δεξαμενές ηλεκτρολυτών των 125 λίτρων η κάθε μια, και εκτιμώμενη εμβέλεια τα 2000km.

Η εκτίμηση της Toyota για την εξέλιξη των οχημάτων ανάλογα με το μέγεθος και τη χρήση τους, σε σχέση προς το είδος της ενέργειας που καταναλώνουν (προς τα δεξιά, η πυκνότητα ενέργειας αυξάνεται). Προσέξτε τη σημαντικά μεγαλύτερη πυκνότητα ενέργειας του υδρογόνου, σε σχέση με τα άλλα καύσιμα. Στο διάγραμμα παρουσιάζονται και οι νέες μορφές ενέργειας που βασίζονται στον ηλεκτρισμό, σύμφωνα με την παρακάτω κωδικοποίηση:

EV: Electric Vehicles (συσσωρευτής)

HV/PHV: Hybrid Vehicles/Plug-in Hybrid Vehicles (υβριδικά/επαναφορτιζόμενα υβριδικά)

PCV: Fuel Cell Vehicles (κυψέλη καυσίμου).

Τελικά, φαίνεται ότι το παιχνίδι για την επικράτηση της ηλεκτροκίνησης στα αυτοκίνητα, θα δοθεί μάλλον στο πεδίο της Χημείας παρά του Ηλεκτρισμού!

ΥΓ1: Υδρογόνο από αλουμίνιο και νερό!
Είναι φανερό, ότι το κύριο πρόβλημα της χρήσης του υδρογόνου είτε σε κυψέλη καυσίμου είτε κατ' ευθείαν σαν καύσιμο, είναι το γεγονός ότι η βιομηχανική μέθοδος χρησιμοποιεί σαν πρώτη ύλη υδρογονάνθρακες, αλλά και ότι η αποθήκευσή του απαιτεί πολύ υψηλή πίεση.
Μια νέα μέθοδος όμως που αναπτύχθηκε από ερευνητές του ΜΙΤ επιτρέπει την αντίδραση του αλουμινίου με νερό για την παραγωγή υδρογόνου (και οξειδίου του αλουμινίου, δηλ. αλουμίνας), σε συνθήκες περιβάλλοντος και μάλιστα χωρίς δαπάνη ενέργειας!
Αρκεί να μπορέσει το νερό να έλθει σε επαφή με καθαρό αλουμίνιο, καθώς το μέταλλο αυτό οξειδώνεται αμέσως μόλις εκτεθεί στον αέρα. Για να επιτευχθεί αυτό, ρινίσματα αλουμινίου καλύπτονται με ένα μίγμα γαλλίου-ινδίου σε υγρή κατάσταση, που διαπερνά το στρώμα οξείδωσης και επιτρέπει στο νερό να έλθει σε επαφή και να αντιδράσει με το καθαρό αλουμίνιο. Μάλιστα καθώς το μίγμα γαλλίου-ινδίου δρα σαν καταλύτης, είναι ανακυκλώσιμο.
Με τη μέθοδο αυτή θα είναι εφικτό να παραχθεί υδρογόνο από ρινίσματα ανακυκλωμένου αλουμινίου κοντά στο σημείο χρήσης του, με χαμηλή δαπάνη ενέργειας (πέρα απ’ αυτήν της αρχικής παραγωγής του αλουμινίου, το οποίο θα μετατραπεί σε αλουμίνα-οξείδιο του αλουμινίου) και με πυκνότητα δεκαπλάσια από αυτήν με την οποία αποθηκεύεται το υδρογόνο σε δεξαμενή υψηλής πίεσης.

ΥΓ2. Η μεγαλύτερη μπαταρία Redox στον κόσμο!

Το 2026, ξεκίνησε κοντά στην πόλη Laufenburg στα βόρεια σύνορα ης Ελβετίας, η εκσκαφή για τη δημιουργία ενός τεράστιου χώρου που θα φιλοξενήσει τη μεγαλύτερη μπαταρία τύπου κυψέλης ροής (Redox) στον κόσμο, με χωρητικότητα 2.1 GWh και ισχύ 1.2 GW.
Το έργο, που αποσκοπεί στην αποθήκευση και αξιοποίηση της ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, κατασκευάζεται από την εταιρεία FlexBase Group, προβλέπεται να ολοκληρωθεί το 2029 και θα στοιχίσει μερικά δισεκατομμύρια ευρώ. Θα περιλαμβάνει και ένα μεγάλο τεχνολογικό συγκρότημα με γραφεία, ερευνητικά κέντρα κλπ.

                                                                                                        Γ. Μεταξάς

Το Κλίμα και το...Κρίμα

(σχετικό είναι και το θέμα https://geometax12.blogspot.com/2023/02/blog-post_19.html, στο ίδιο blog)

"Το κλίμα της Γης έχει αλλάξει!"

Πόσες φορές δεν το έχουμε ακούσει αυτή τη φράση, είτε σε επιστημονικές εκπομπές, είτε από απλούς ανθρώπους που εκφράζουν την προσωπική εμπειρία τους.

Τι σημαίνει όμως αλλαγή του κλίματος, πώς αυτή εκδηλώνεται και το κυριότερο, τι συνέπειες θα έχει για το μέλλον?

Το "κλίμα" είναι αυτό που βιώνουμε σαν τη μακροχρόνια ατμοσφαιρική δραστηριότητα και μεταβολή, και εκφράζεται με τη θερμοκρασία, υγρασία, άνεμο, αέρια, ακτινοβολία κλπ, σε αντίθεση με τον "καιρό" που είναι η βραχυχρόνια μεταβολή των πιο πάνω παραγόντων.

Καθώς η ατμόσφαιρα περιβάλλει όλη τη Γη και ο αέρας, σαν αέριο ή σωστότερα μίγμα αερίων είναι πολύ εύκολο να μετακινηθεί, το σύστημα της ατμόσφαιρας είναι πολύ ευαίσθητο ακόμα και σε μικρές ή τοπικές μεταβολές.

Γι’ αυτό και χρησιμοποιείται συχνά σαν παράδειγμα εφαρμογής της θεωρίας του Χάους, όπου μια μικρή τοπική μεταβολή μπορεί μετά από αρκετό χρονικό διάστημα και σε μεγάλη απόσταση να προκαλέσει μια σημαντική διαταραχή, το γνωστό δηλαδή (αν και υπερβολικό) παράδειγμα της πεταλούδας, που η κίνηση των φτερών της μπορεί να γίνει αιτία καταιγίδας στην άλλη άκρη της Γης.
Κατά συνέπεια, είναι πολύ πιο εύκολο να κάνουμε αξιόπιστες μακροχρόνιες προβλέψεις του καιρού (δηλαδή του κλίματος) παρά βραχυπρόθεσμες (πρόγνωση καιρού), επειδή ακριβώς οι έντονες μεταβολές το καιρού εξομαλύνονται σε βάθος χρόνου.

Πέρα βέβαια ότι τα παραπάνω αποτελούν μια καλή δικαιολογία για τους μετεωρολόγους όταν αποτυγχάνουν στις προβλέψεις τους, η αλήθεια είναι ότι από τότε που υπάρχουν αρκετά λεπτομερή στοιχεία της συμπεριφοράς της ατμόσφαιρας μέχρι τις μέρες μας, έχει διαπιστωθεί μια αναμφισβήτητη αύξηση της μέσης θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας του πλανήτη (αλλά και των ωκεανών).

Η εξέλιξη της «τρύπας του όζοντος» πάνω από την Ανταρκτική. Μετά την εφαρμογή του Πρωτοκόλλου του Μόντρεαλ το 1987, η κατάσταση από τα μέσα της δεκαετίας του ’90 έχει σταθεροποιηθεί και ήδη δείχνει τάση για ανάκαμψη. Η περίπτωση του όζοντος είναι ένα παράδειγμα ότι όταν μία προσπάθεια είναι συνεπής σε παγκόσμια κλίμακα μπορεί να έχει θετικά αποτελέσματα, και δημιουργεί αισιοδοξία για τον έλεγχο του φαινομένου του θερμοκηπίου.

Πηγή εικόνας: https://7samurai.eu/en/environmental-protection/the-ozone-layer-is-slowly-getting-healthier/

Μετρήσεις μέχρι και τα μέσα του 2025, δείχνουν τη συνεχή αύξηση του στρώματος του όζοντος, που εκτιμάται ότι θα επανέλθει στις προ του 1980 διαστάσεις του λίγο μετά τα μέσα του 21ου αι.

Ένα πολύ θετικό παράδειγμα των αποτελεσμάτων της επιτυχούς συνεργασίας όλων των κρατών, προς έναν κοινό περιβαντολλογικό στόχο.

 
Αν και σημαντικές μεταβολές στη θερμοκρασία της Γης έχουν συμβεί και στο μακρινό παρελθόν εξαιτίας είτε πτώσης μετεωριτών είτε ηφαιστειακής δραστηριότητας, οι περισσότεροι επιστήμονες συμφωνούν ότι η σχετικά πρόσφατη ανοδική πορεία της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη σχετίζεται με την αύξηση της παραγωγής του διοξειδίου του άνθρακα (ΔτΑ), σαν αποτέλεσμα κυρίως των δραστηριοτήτων του ανθρώπου.

Το ενδιαφέρον είναι ότι ο άνθρακας που ελευθερώνεται τώρα με την καύση στερεών, υγρών και αερίων καυσίμων, είχε περάσει στο υπέδαφος από τους φυτικούς οργανισμούς της Κρητιδικής Περιόδου (προς το τέλος της εποχής των δεινοσαύρων), που τον είχαν απορροφήσει με τη σειρά τους σαν ΔτΑ από την τότε ατμόσφαιρα.

Με τη σημαντική όμως διαφορά, ότι εκείνη η διαδικασία διήρκεσε μερικά εκατομμύρια χρόνια, ενώ τώρα η απελευθέρωση του άνθρακα γίνεται μέσα σε μερικές δεκαετίες!

Το ΔτΑ στην ατμόσφαιρα δρα όπως το τζάμι ή το διάφανο πλαστικό ενός θερμοκηπίου (ή ενός αυτοκινήτου) μια ηλιόλουστη μέρα, παγιδεύοντας τη θερμότητα του Ήλιου κάτω απ’ αυτό.

Και αυτό μπορεί να είναι χρήσιμο για τα θερμοκήπια αλλά και τη Γη μέχρι πρόσφατα (αν δεν υπήρχε το φυσικό φαινόμενο του θερμοκηπίου η Γη θα ήταν παγωμένη στους -18 C), αλλά φαίνεται ότι πλέον τα περιθώρια έχουν εξαντληθεί και ακόμα και μικρή αύξηση της μέσης θερμοκρασίας θα δημιουργήσει τεράστια προβλήματα κατ’ αρχήν στους ανθρώπους και μετά στο βιοσύστημα. Το εντυπωσιακό είναι ότι αυτή η δράση του ΔτΑ έχει καταγραφεί και μελετηθεί, ήδη από τα τέλη του 19ου με αρχές του 20ου αιώνα!

Διακύμανση του ΔτΑ από πριν μισό εκατομμύριο χρόνια μέχρι σήμερα. Μέχρι πρόσφατα, οι τιμές (που έχουν μελετηθεί από εγκλείσματα αερίων σε πάγους) δείχνουν περιορισμένη περιοδική διακύμανση. Αλλά όχι πλέον, όπως φαίνεται στα δεξιά του διαγράμματος (μπλε βέλος).

Πηγή εικόνας: https://climatekids.nasa.gov/health-report-air/

Η ατμοσφαιρική υγρασία έχει σημαντική (αυξητική) επίδραση στο φαινόμενο του θερμοκηπίου και αναμένεται μάλιστα (η υγρασία) να αυξηθεί ακόμα περισσότερο, καθώς η θερμοκρασία των υδάτων και της ατμόσφαιρας θα αυξάνεται εξαιτίας της επίδρασης των άλλων αερίων του θερμοκηπίου (ΔτΑ και μεθανίου). Όμως, η συμπύκνωση των υδρατμών από τις εξατμίσεις των κινητήρων των αεριωθούμενων αεροσκαφών δεν φαίνεται να έχει σημαντική επίδραση στην αύξηση της θερμοκρασίας μιας περιοχής*, όπως έχει αποδειχθεί με την καθήλωση όλων των πολιτικών πτήσεων στις ΗΠΑ για τρείς ημέρες, μετά το τρομοκρατικό χτύπημα της 11 Σεπ. 2001 (εικόνα επάνω, τυπική ημέρα επάνω από τη δυτική Γαλλία).

Αντίθετα, μετρήσιμη αύξηση της θερμοκρασίας έχει παρατηρηθεί επάνω από τον Ατλαντικό ωκεανό (εικόνα κάτω), εξαιτίας της μειωμένης εκπομπής οξειδίων του θείου από τις μηχανές των πλοίων, καθώς από το 2020 έχει γενικευθεί η χρησιμοποίηση πετρελαίου χαμηλού θείου (από 3.5% σε 0.5%), το οποίο έχει σαν συνέπεια τη μείωση των πυρήνων συμπύκνωσης της υγρασίας για τη δημιουργία νεφών, τα οποία αντανακλούν πίσω στο διάστημα την ηλιακή ακτινοβολία (φαινόμενο albedo ή λευκαύγειας). Ενδεχομένως το φαινόμενο albedo στην περίπτωση αυτή να είναι πιο έντονο, επειδή  τα σύννεφα αυτά είναι χαμηλού υψόμετρου, σε σχέση με τα σύννεφα που δημιουργούνται από τις εξατμίσεις των αεροπλάνων σε μεγαλύτερο υψόμετρο τα οποία έχουν μάλλον την αντίστροφη επίδραση, δηλαδή παγιδεύουν την θερμότητα κοντά στη Γη.

Φυσικά η λύση ΔΕΝ είναι η επαναφορά του θείου στο πετρέλαιο, το οποίο έχει αποδεδειγμένα καταστροφική επίδραση στο περιβάλλον (όξινη βροχή, αναπνευστικά προβλήματα κλπ).

*Σε τυπικές συνθήκες, την ημέρα υπάρχει μείωση της θερμοκρασίας του αέρα εξαιτίας της αντανάκλασης από τα συμπυκνώματα μέρους της ακτινοβολίας του ήλιου πίσω στο Διάστημα, αλλά το βράδυ ευνοείται η αύξηση της θερμοκρασίας καθώς μέρος της θερμότητας του εδάφους αντανακλάται πίσω στη Γη. Πάντως νεότερες έρευνες δείχνουν ότι η μακροχρόνια μείωση των συμπυκνωμάτων οδηγεί συνολικά σε αύξηση της θερμοκρασίας, ενώ η προοπτική αύξησης της χρήσης καυσίμων SAF (Sustainable Aviation Fuels) αναμένεται να επιβαρύνει την ατμόσφαιρα προς την κατεύθυνση της αύξησης της θερμοκρασίας. Και αυτό επειδή τα SAF καύσιμα παράγουν σημαντικά λιγότερα μεγάλα σωματίδια αιθάλης σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα, τα οποία είναι βασικός παράγοντας δημιουργίας των ιχνών συμπύκνωσης καθώς αποτελούν πόλους συμπύκνωσης των υδρατμών.

Παρόμοια με το ΔτΑ και μάλιστα πολύ εντονότερη επίδραση στο φαινόμενο του θερμοκηπίου (για ίσες ποσότητες) έχει και το μεθάνιο, το οποίο σε σύγκριση με το ΔτΑ που μπορεί να θεωρηθεί «βιομηχανικό» υποπροϊόν, παράγεται κατά 60% ανθρωπογενώς, κυρίως από διαρροές κατά τη μεταφορά μεταξύ κοιτασμάτων και χρήσης, και την εκτροφή των βοοειδών.

Και ενδέχεται, η σύντομη χρήση ενός αυτοκινήτου από μια οικογένεια για να πάει να φάει τζίσμπεργκερ, να συνεισφέρει λιγότερο στο φαινόμενο του θερμοκηπίου από τη επίδραση που έχει η παραγωγή των ίδιων των τζίσμπεργκερ!
(Για την "παραγωγή" 1 kg βοδινού κρέατος, εκλύεται μεθάνιο που συμβάλλει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου ισοδύναμα με 35 kg ΔτΑ*. Με το ίδιο ΔτΑ επιβαρύνει ένα καλό υβριδικό αυτοκίνητο την ατμόσφαιρα, αφού έχει διανύσει σχεδόν 500 km!)

*Επειδή τα ...συμπαθή βοοειδή φαίνονται ότι επιβαρύνουν ιδιαίτερα το περιβάλλον με μεθάνιο (αποβάλλοντας περίπου 300 λίτρα ανά ημέρα και ζώο), θα πρέπει να επισημάνουμε ότι υπάρχει μια σημαντική διαφορά μεταξύ αυτού το μεθανίου και εκείνου από διαρροές. Το μεθάνιο των βοοειδών περιέχει άνθρακα προερχόμενο από το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα, ο οποίος είχε δεσμευτεί λίγα χρόνια πριν (με την ενέργεια κυρίως του Ήλιου) για την παραγωγή των φυτών, τα οποία κατανάλωσαν τα βοοειδή. Το μεθάνιο λοιπόν των βοοειδών περιέχει στην ουσία άνθρακα από ανακύκλωση! 

Βέβαια, η επίδραση του μεθανίου στο φαινόμενο του θερμοκηπίου στη Γη είναι 30 περίπου φορές πιο σημαντική, στα 10 περίπου χρόνια που θα μεσολαβήσουν μέχρι το μεγαλύτερο μέρος αυτού του μεθανίου να διασπαστεί και να επιστρέψει στην πρωταρχική του μορφή, αυτή του διοξειδίου του άνθρακα. Κάτι που δεν ισχύει για το ορυκτό μεθάνιο, που τον άνθρακά του όπως έχει προαναφερθεί, τον έχει δεσμεύσει από την ατμόσφαιρα πολλά εκατομμύρια χρόνια πριν.

Υπόψη ότι δεν εξετάζουμε εδώ τα διάφορα επιβλαβή για την υγεία αέρια που προέρχονται από τις καύσεις άνθρακα και υδρογονανθράκων, όπως τα οξείδια του αζώτου (NOx), επειδή η επίδρασή τους είναι γεωγραφικά περιορισμένη κυρίως στις πόλεις, παρά παγκόσμια.

Διάγραμμα που δείχνει την αύξηση της μέσης παγκόσμιας θερμοκρασίας σε ετήσια βάση, ξεκινώντας από τη βιομηχανική εποχή. Το ιδανικό θα ήταν να μην ξεπεράσουμε τον 1.5 βαθμό.

Πηγή εικόνας: Berkeleyearth.org

Και βέβαια η Γη έχει επιβιώσει από πολύ μεγαλύτερες κλιματικές μεταβολές στο παρελθόν, όπως προαναφέρθηκε, αλλά πλέον:
-  Η ανθρωπότητα έχει αυξηθεί πολύ σε αριθμό και μεγάλο μέρος της ζει πολύ κοντά στη θάλασσα.

- Η ζωή μας έχει γίνει αρκετά πολύπλοκη, ώστε μια έντονη φυσική μεταβολή να προκαλεί σημαντικές ανατροπές (πχ όπως όταν εξερράγει το ισλανδικό ηφαίστειο με το δυσκολοπρόφερτο όνομα -ή απλά Eyja- και καθηλώθηκαν για ημέρες τα αεροπλάνα στο έδαφος εξαιτίας της τέφρας).

- Καθώς οι εικόνες μπαίνουν πλέον άμεσα στα σπίτια μας, υπάρχει σημαντικός βαθμός αλληλεγγύης προς τους συνανθρώπους μας όταν πλήττονται από μεγάλες καταστροφές, όπως έδειξαν οι κινητοποιήσεις σε περιπτώσεις σεισμών, τσουνάμι κλπ.

Ήδη υπάρχουν κίνδυνοι από τους οποίους δεν μπορούμε να κάνουμε πολλά πράγματα (προς το παρόν) για να ξεφύγουμε, όπως οι ηλιακές καταιγίδες που μπορούν να προκαλέσουν διακοπές ρεύματος και καταστροφές ηλεκτρονικού εξοπλισμού, και οι μετεωρίτες που ακόμα δεν είμαστε σε θέση να τους εντοπίσουμε εγκαίρως και να τους εκτρέψουμε αποτελεσματικά (σημαντική εξέλιξη όμως προς αυτή την κατεύθυνση υπήρξε στα τέλη του 2022.

Η αύξηση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα (ΔτΑ) από ανθρώπινες δραστηριότητες (καύσεις). Πηγή εικόνας: https://blog.nwf.org/2012/07/what-is-causing-the-climate-to-unravel/

Τουλάχιστον, η θερμοκρασιακή μεταβολή προχωράει με ρυθμό που ακόμα «παλεύεται» με τη σημερινή τεχνολογία, με την προϋπόθεση όμως ότι η ανθρωπότητα θα έχει τη θέληση να κάνει τις απαραίτητες ενέργειες, και να ληφθούν κάποιες δύσκολες ή «άβολες» πολιτικές και οικονομικές αποφάσεις.

Γιατί υπάρχει το προηγούμενο με την τρύπα του όζοντος, η οποία με τις ενέργειες που ξεκίνησαν από το 1987 με τη συνθήκη του Μόντρεαλ για τον περιορισμό των προωθητικών και ψυκτικών αερίων (CFCs), έχει σταματήσει να μεγαλώνει και οι τελευταίες μετρήσεις δείχνουν μάλιστα ότι έχει αρχίσει να περιορίζεται.

Αυτή τη στιγμή, η μεγαλύτερη και πιο άμεση απειλή από τη θέρμανση του πλανήτη είναι η αύξηση της στάθμης της θάλασσας από το λιώσιμο των πάγων των πόλων, που δεν σημαίνει μόνο ότι θα πρέπει να εγκαταληφθούν εκτάσεις με χαμηλό υψόμετρο, αλλά θα μειώσει και την αλατότητα των ωκεανών, και αυτό με τη σειρά του θα επιφέρει αλλαγές στην πορεία και ένταση των μεγάλων υποθαλάσσιων ρευμάτων που περιβάλλουν τη Γη, και διατηρούν τη σημερινή κλιματική ισορροπία.

Διάγραμμα που δείχνει ότι η αύξηση της παγκόσμιας θερμοκρασίας αποθηκεύεται σαν θερμότητα κυρίως στη θάλασσα, παρά στην ξηρά και τον αέρα. Εξαιτίας της θερμικής αδράνειας των ωκεανών όμως, η αύξηση της θερμοκρασίας και η συνεπακόλουθη αύξηση της στάθμης τους θα εξακολουθήσει για αρκετό διάστημα ακόμα και μετά τον μηδενισμό των εκπομπών ΔτΑ, το ίδιο και κάποιες δευτερογενείς επιδράσεις όπως η αύξηση της οξύτητας των νερών τους.

Πηγή εικόνας: https://skepticalscience.com/graphics.php?g=46

Άλλες άμεσες επιπτώσεις θα είναι η σημαντική αύξηση του αριθμού και της έντασης των τυφώνων που τροφοδοτούνται από τη θερμότητα των ωκεανών, καθώς και η ερημοποίηση ζωνών που σήμερα είναι εύκρατες (όπως στη νότια Ευρώπη), αλλά και έντονες βροχοπτώσεις και πλημμύρες (από βροχές αυτή τη φορά) στη βόρεια Ευρώπη.

Οι επιστήμονες έχουν επεξεργαστεί διάφορα μοντέλα για τις συνέπειες της αύξησης της θερμοκρασίας του πλανήτη, και το επικρατέστερο αναφέρεται σε μια σειρά αλλαγών, καθώς η μέση θερμοκρασία θα αυξάνεται κατά 1 έως 6 βαθμούς Κελσίου μέσα στα επόμενα 100 χρόνια (σε σχέση με την αρχή της βιομηχανικής εποχής).

+1 βαθμός: Αύξηση τυφώνων, πλημμυρών, ερήμων.

+2 βαθμοί:  Καταστροφή των κοραλλιογενών υφάλων, και αν διατηρηθεί αυτή η κατάσταση, σε 50 χρόνια θα έχουν λιώσει και όλοι οι παγετώνες.

+3 βαθμοί:  Καταστροφή του δάσους του Αμαζονίου (στο οποίο σήμερα παράγεται το 20% του παγκόσμιου οξυγόνου), ενώ οι Άλπεις θα μείνουν χωρίς χιόνια. Συχνές «υπερκαταιγίδες». Αντιστροφή της φωτοσύνθεσης των φυτών.

+4 βαθμοί:  Το έδαφος σε Μπαγκλαντές, Δέλτα Νείλου, Βενετία θα εξαφανιστεί κάτω από τα νερά. Όλοι οι παγετώνες θα λιώσουν. Θα στεγνώσει ο Γάγγης ποταμός, και γενικά ο πλανήτης θα γίνει μη αναγνωρίσιμος.

+5 βαθμοί:  Θα υπάρξουν εκατομμύρια πρόσφυγες, κατάρρευση των κοινωνικών δομών, ένοπλες συγκρούσεις.

+6 βαθμοί:  Μαζικές καταστροφές και εξαφανίσεις ειδών.

Και το σημαντικότερο. Οι ειδικοί θέτουν σαν όριο τους +3 βαθμούς, πάνω από τους οποίους το φαινόμενο θα πάρει τη μορφή χιονοστιβάδας, χωρίς πλέον να μπορούμε να κάνουμε τίποτα για να το ελέγξουμε, ενώ όπως προαναφέρθηκε, ο στόχος είναι να μην ξεπεράσουμε τον +1.5 βαθμό.

Η εκτιμώμενη αύξηση της στάθμης της θάλασσας, για τα επόμενα χρόνια (μπλε γραμμή, ανάμεσα σε πιο απαισιόδοξα και πιο αισιόδοξα σενάρια), με βάση τα σημερινά δεδομένα. Επιπλέον όμως υπάρχει και μία αύξηση της τάξης του 30% στην οξύτητα του νερού των ωκεανών, που προκαλεί διάλυση του ανθρακικού ασβεστίου και επηρεάζει σημαντικά τις αποικίες των κοραλλιών. Η μέχρι τώρα αύξηση της στάθμης εκτιμάται ότι οφείλεται περίπου κατά 50% στη διαστολή του νερού και κατά το άλλο 50% στο νερό που προστίθεται από το λιώσιμο των επίγειων παγετώνων.

Πηγή εικόνας: https://link.springer.com/article/10.1007/s10712-019-09550-y

Τι μπορούμε να κάνουμε;

Δεν έχουν όλα χαθεί, αν ξεκινήσουμε ουσιαστική δράση τώρα!

Υπάρχει, όπως προαναφέρθηκε το θετικό και αισιόδοξο παράδειγμα της προστασίας του όζοντος.

Το 1997, υπογράφηκε στο Κιότο της Ιαπωνίας το ομώνυμο Πρωτόκολλο για τον περιορισμό των αερίων του θερμοκηπίου, απ’ όλες σχεδόν τις χώρες του πλανήτη (180 χώρες), εκτός των ΗΠΑ.

Παρόλο βέβαια που το υπέγραψαν, χώρες όπως η Κίνα και η Ινδία κάθε άλλο παρά το εφαρμόζουν όπως φαίνεται από το παρακάτω διάγραμμα. Άλλες περιοχές το υπέγραψαν και το εφαρμόζουν όπως η Ευρώπη, ενώ άλλες δεν το υπέγραψαν αλλά ουσιαστικά το εφαρμόζουν, όπως οι ΗΠΑ.

Εξέλιξη των εκπομπών ΔτΑ, ανά ήπειρο. Ευρώπη και ΗΠΑ έχουν μειώσει μεν τις εκπομπές ΔτΑ στην επικράτειά τους, όμως στην ουσία έχουν μετακυλήσει ένα μέρος τους κυρίως στην Κίνα και λιγότερο στην Ινδία, επειδή εκεί για οικονομικούς λόγους έχει μεταφερθεί σημαντικό κομμάτι των βιομηχανικών δραστηριοτήτων. Επίσης, η άνοδος του βιοτικού επιπέδου στις χώρες αυτές, αυξάνει την κατά κεφαλή ενεργειακή κατανάλωση (και είναι πολλές οι κεφαλές εκεί!).

Πηγή εικόνας: https://www.careourearth.com/overview-of-air-pollution-and-fossil-co2-emissions-in-asia/

Το πρόβλημα που αντιμετωπίζουν οι περισσότερες χώρες είναι ότι η συμμόρφωσή τους με τους περιορισμούς που προβλέπει το Πρωτόκολλο του Κιότο αυξάνει το κόστος των πρoϊόντων τους, οπότε χώρες που η οικονομία τους βασίζεται στη γρήγορη ανάπτυξη όπως η Κίνα, δεν βιάζονται καθόλου να το εφαρμόσουν.

Από την άλλη μεριά, πέρα από τα προβλήματα που δημιουργούνται στο περιβάλλον, οι καταναλωτές έχουν και οικονομικό συμφέρον να μειώσουν τις εκπομπές ΔτΑ που εξαρτώνται από τους ίδιους, γιατί συνήθως εκπομπές και κόστος διαβίωσης αυξάνονται παράλληλα.

Το λεπτό σημείο είναι ότι χρειάζεται ενδεχομένως να γίνει αρχικά κάποια οικονομική επένδυση (να ξοδευτεί δηλαδή κάποια στιγμή ένα ποσό), αλλά ένας απλός υπολογισμός δείχνει ότι το όφελος μακροχρόνια είναι πολλαπλάσιο.

Τέτοια παραδείγματα υπάρχουν πολλά, από την αγορά ενός πιο οικονομικού αυτοκινήτου, αλλαγή των παλαιών φωτιστικών με σύγχρονα, αγορά οικιακών συσκευών με υψηλό δείκτη απόδοσης, χρήση μονώσεων στα σπίτια κλπ.

Παγκόσμια κατανομή της προέλευσης των αερίων του θερμοκηπίου ανάλογα με τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Ξεκινώντας από «ώρα 1» και δεξιόστροφα, έχουμε: Σταθμοί παραγωγής ενέργειας, καύσιμα για μεταφορές, οικιακή και επαγγελματική χρήση, βιομηχανική χρήση,  αγροτικές καλλιέργειες, υλοτομία, διαχείριση και επεξεργασία αποβλήτων. 

Πηγή εικόνας: http://www.climate-change-knowledge.org/ghg_sources

Υπάρχουν όμως και πολλά άλλα που μπορούν να γίνουν προς την κατεύθυνση της εξοικονόμησης ενέργειας, που δεν στοιχίζουν τίποτα και το μόνο που χρειάζεται είναι κάποια αλλαγή στη συμπεριφορά και τις συνήθειές μας.

Δεν έχει νόημα να αναφερθούμε εδώ με λεπτομέρειες στις ενέργειες αυτές, καθώς μπορεί να βρει κάποιος πολλές αναλυτικές πληροφορίες στο ίντερνετ, περιοδικά, πληροφοριακά έντυπα και βιβλία.

Από τις απλούστερες, που είναι να σβήνουμε τα φώτα όταν δεν τα χρειαζόμαστε (τα οποία θα πρέπει να έχουν ήδη αντικατασταθεί με τεχνολογίας LED), να μην αφήνουμε ηλεκτρονικές συσκευές σε κατάσταση αναμονής για μεγάλα διαστήματα, να μη δημιουργούμε ακραίες θερμοκρασίες στο χώρο μας, να προτιμούμε τη χρήση ανεμιστήρα αντί για κλιματιστικού, και φτάνουν μέχρι στο να μην χρησιμοποιούμε το αυτοκίνητο όταν μπορούμε να περπατήσουμε ή να πάρουμε συγκοινωνία, να μην πετάμε πράγματα που μπορούν να επισκευαστούν, να μην αγοράζουμε κάτι που θα το αχρηστεύουμε επειδή πέρασε η μόδα του, να συμμετέχουμε στα προγράμματα ανακύκλωσης, κλπ κλπ.

Γραμμάρια ΔτΑ που εκλύονται  για την παραγωγή 1kWh ηλεκτρικής ενέργειας,  με αποκλειστική χρήση της κάθε πηγής. Πηγή εικόνας: https://ecotricity.co.nz/ 

Αν και δεν εμφανίζονται στο διάγραμμα, αξίζει να σημειωθεί ότι οι μοναδιαίες εκπομπές ΔτΑ ενός πυρηνικού εργοστασίου είναι συγκρίσιμες με ενός υδροηλεκτρικού (γαλάζιο), ενώ εφόσον λειτουργεί σωστά, εκλύει λιγότερη ραδιενέργεια στο περιβάλλον από ένα εργοστάσιο άνθρακα αντίστοιχης ισχύος (καθώς ο άνθρακας περιέχει σε ελάχιστο ποσοστό φυσικά ραδιενεργά υλικά).

Μπορεί οι ατομικές δράσεις να φαίνονται ελάχιστες μπροστά στις δυνατότητες των κρατών, αλλά επειδή αφορούν πολλά άτομα το αποτέλεσμα δεν είναι καθόλου αμελητέο, και επιπλέον οι χώρες που διαθέτουν περιβαλλοντικά ευαίσθητους πολίτες θα αναγκαστούν αργά ή γρήγορα να ευθυγραμμίσουν την πολιτική και τις ενέργειές τους ανάλογα.

Το μεγαλύτερο όφελος όμως είναι ότι οι περιβαλλοντικά ευαίσθητοι και ενεργοί πολίτες θα είναι έτοιμοι να υποστηρίξουν κάθε σημαντική δράση προς την κατεύθυνση της προστασίας του περιβάλλοντος, ακόμα και αν αυτό τους «ξεβολεύει» ή τους επιβαρύνει οικονομικά για κάποιο διάστημα.

Αν και οι νεότερες συσκευές έχουν καλύτερη ενεργειακή απόδοση, δηλαδή ξοδεύουν λιγότερη ενέργεια για το ίδιο αποτέλεσμα, οι βελτιώσεις αυτές μπορούν μόνο να επιβραδύνουν αλλά όχι να αντισταθμίσουν την αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας, εξαιτίας των νέων συσκευών που προστίθενται συνεχώς στη ζωή μας, και του αυξανόμενου αριθμού των χρηστών.

Η εικόνα που υπήρχε το 2015 για την συμβολή των διαφόρων πηγών στην παγκόσμια παραγωγή ενέργειας. Είναι σαφές ότι είμαστε ακόμα μακριά από το να αποτελέσουν σημαντικό παράγοντα οι ανανεώσιμες πηγές (ίσως όχι τόσο, στην Ελλάδα πχ το 40% περίπου της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειες το 2022 προήλθε από ανανεώσιμες πηγές), οπότε η μόνη άμεση αποτελεσματική λύση είναι η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. 

Σημείωση: Εξαιτίας του Covid-19 υπήρξε μια προσωρινή κάμψη στις τιμές γύρω στο 2020, που δεν απεικονίζεται. Πηγή εικόνας: https://www.ogj.com/general-interest/article/17288577/bp-energy-outlook-global-energy-demand-to-grow-30-to-2035

Αλλά ακόμα και οι καλύτερες προθέσεις μπορεί να έχουν το αντίθετο αποτέλεσμα, αν δεν βλέπουμε τη συνολική εικόνα.

Αυτό σημαίνει ότι ακόμα και αν έχουμε την οικονομική δυνατότητα να αλλάζουμε συχνά αυτοκίνητο ή συσκευές με νεότερες και ενεργειακά αποδοτικότερες, θα πρέπει να λάβουμε υπόψη την κατανάλωση ενέργειας και πόρων για την παραγωγή των νέων.

Το πού είναι το όριο είναι μια λεπτή ισορροπία, επειδή οι κατασκευαστές σπάνια δημοσιεύουν τέτοια στοιχεία, αλλά συνήθως η κοινή λογική αρκεί.

Για παράδειγμα, η αλλαγή του αυτοκινήτου κάθε δύο χρόνια είναι σαφώς εναντίον της συνολικής εξοικονόμησης ενέργειας, ενώ η αλλαγή του κάθε δέκα χρόνια σίγουρα είναι μια θετική ενέργεια.

Η εξέλιξη στη μείωση εκπομπών ΔτΑ, των καινούργιων αυτοκινήτων στη Βρετανία. Από το 2035 το νούμερο αυτό για όλη την ΕΕ θα είναι 0, ενώ η Βρετανία έχει θέσει σαν στόχο να το πιάσει το 2030. Πηγή εικόνας: https://www.smmt.co.uk/2014/03/uk-passes-eu-new-car-co2-emissions-landmark/

(Βλ και άρθρο: https://geometax12.blogspot.com/2023/02/blog-post_19.html)

ΥΓ: Ειδήσεις του ΒΒC στα μέσα Σεπτ. 2023 δείχνουν ότι η Βρετανία μάλλον θα συνταχθεί τελικά με το Ευρωπαϊκό όριο του 2035 για την κατάργηση των μη ηλεκτροκίνητων οχημάτων. Αντίθετα η Νορβηγία έχει θέσει το δικό της αντίστοιχο όριο για το 2025.

Παράλληλα όμως, φαίνεται ότι θα υπάρχει η δυνατότητα να παρακαμφθεί το παραπάνω όριο (στην Ευρώπη) για τους θερμικούς κινητήρες, εφόσον υπάρξουν συνθετικά υγρά καύσιμα μηδενικού ανθρακικού  αποτυπώματος. Η Porsche πρωτοπορεί προς αυτή την κατεύθυνση, σκοπεύοντας να παραγάγει συνθετικό καύσιμο στη Χιλή χρησιμοποιώντας αιολική ενέργεια.

Η παραγωγή καυσίμου με πλήρως ανακυκλωμένο ΔτΑ (eFuel) γίνεται χρησιμοποιώντας "πράσινο" υδρογόνο από ηλεκτρόλυση* με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και Μονοξείδιο του Άνθρακα (το οποίο παράγεται είτε από το ΔτΑ της ατμόσφαιρας είτε από άνθρακα), και εφαρμόζοντας τη μέθοδο Fischer-Tropsch (που ανακαλύφθηκε το 1925!).

Για την ενέργεια που απαιτείται, στη βόρεια και κεντρική Ευρώπη ευνοείται η χρήση της βιομάζας (ή και η πυρηνική ενέργεια, όπως στην περίπτωση της Γαλλίας), ενώ στη νότια Ευρώπη η ηλιακή και αιολική ενέργεια.

Το 2024, η γαλλική start up Aerleum ανακοίνωσε ότι ανέπτυξε μέθοδο για βιομηχανική παραγωγή μεθανόλης (καύσιμο για πλοία, και βάση για παραγωγή καυσίμου για αεροπλάνα), δεσμεύοντας ΔτΑ από την ατμόσφαιρα και συνδυάζοντάς το με υδρογόνο, που θα παράγεται από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας. 

Αντίστοιχα, η αμερικανική start up Aircela, προχωράει ένα βήμα παραπέρα, προτείνοντας ένα "οικιακό" σύστημα που θα δεσμεύει το ΔτΑ (10 κιλά ανά ημέρα) από την ατμόσφαιρα με ποτάσα που θα ανακυκλώνεται και συνδυάζόμενο με υδρογόνο από ηλεκτρόλυση θα παράγει αρχικά μεθανόλη και τελικά 4 λίτρα βενζίνης ανά ημέρα.

* Πρόσφατα (2024) δοκιμάζονται μέθοδοι παραγωγής υδρογόνου με ηλεκτρόλυση κατ'ευθεία από θαλασσινό νερό αντί για γλυκό νερό, με σημαντικά οφέλη στη δαπάνη ενέργειας.

Μερικά πάντως από τα προβλήματα του υδρογόνου, επιγραμματικά, είναι τα παρακάτω:

-Χρειάζεται περισσότερη ενέργεια για να παραχθεί απ' όση μπορεί να αποδώσει. Κάτι που λύνεται βέβαια με τη χρήση ΑΠΕ (ή πυρηνικής ενέργειας) για την παραγωγή του.

-Η διανομή του με τις υπάρχουσες σωληνώσεις (μεθανίου πχ) δεν είναι ασφαλής, επειδή υπό πίεση και θερμοκρασία διεισδύει στον χάλυβα και τον κάνει εύθραυστο, και επίσης διαρρέει εύκολα από τις συνδέσεις, βαλβίδες, βάνες κλπ.

-Χρειάζεται να διακινηθεί τριπλάσια ποσότητα (σε όγκο) από το μεθάνιο, για να υπάρχει το ίδιο θερμικό αποτέλεσμα.

-Η ευκολία διαρροής του σε συνδυασμό με το γεγονός ότι μεγαλύτερο εύρος μιγμάτων του με τον αέρα είναι αναφλέξιμα, καθώς και ότι αναφλέγεται με σπινθήρα μικρότερης ενέργειας από το μεθάνιο, το κάνουν πιο επικίνδυνο.

-Μια πιθανή "μερική" λύση θα ήταν η χρήση του σε μίγμα μέχρι 15% υδρογόνου με μεθάνιο, που δεν παρουσιάζει τα παραπάνω προβλήματα.

Πάντως, το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο στα τέλη του 2019 έθεσε ως στόχο να γίνει η ΕΕ ουδέτερη ως προς τις εκπομπές του ΔτΑ, μέχρι το 2050.

Ήδη, στις αρχές του 2023 η ΕΕ ανακοίνωσε την απαγόρευση πώλησης νέων αυτοκινήτων με κινητήρες "μη μηδενικού ανθρακικού αποτυπώματος" στις χώρες μέλη της, από το 2035.

Ακόμα πιο εντυπωσιακή είναι η ανακοίνωση της Σαουδικής Αραβίας, ότι μέχρι τον ίδιο χρονικό ορίζοντα δηλαδή το 2050, προτίθεται να γίνει παγκόσμιος παραγωγός και εξαγωγέας οικολογικής ηλεκτρικής ενέργειας που θα παράγεται από τον ήλιο.

Πάντως είναι άδικο (το ...κρίμα του τίτλου), ότι τα οδυνηρά αποτελέσματα μιας υπερθέρμανσης του πλανήτη θα τα υποστούν κατά κύριο λόγο αυτοί που έχουν λιγότερο συνεισφέρει στη δημιουργία της, δηλαδή οι φτωχοί λαοί του πλανήτη.

Καθώς οι ανανεώσιμες πηγές, ακόμα και μελλοντικά μόνο μικρό ποσοστό της παγκόσμιας ζήτησης σε ενέργεια μπορούν να καλύψουν, η μόνη ελπίδα το θέμα αυτό να λυθεί οριστικά, δηλαδή η παραγωγή ενέργειας να μην συνοδεύεται και από παραγωγή ΔτΑ, είναι να μπεί σε βιομηχανική χρήση η Πυρηνική Σύντηξη, που όμως δεν προβλέπεται να συμβεί (με τους σημερινούς ρυθμούς) πριν περάσουμε το όριο μη επιστροφής των +3 βαθμών Κελσίου που προαναφέρθηκε.

Από την άλλη πλευρά, η Πυρηνική Διάσπαση που χρησιμοποιείται σήμερα από αρκετά κράτη, παρότι και αυτή δεν παράγει καθόλου ΔτΑ, δεν είναι πλέον αποδεκτή από την πλειονότητα των ανθρώπων, καθώς έχει αποδειχτεί ότι όταν κάτι πάει στραβά οι επιπτώσεις είναι καταστροφικές.

Όσο για το εναλλακτικό σενάριο, να μετακομίσουμε δηλαδή σε άλλο πλανήτη πριν η Γη γίνει ακατοίκητη, είναι κατάλληλο μόνο για ταινίες φαντασίας (δεν θα λέγαμε καν «επιστημονικής»). 

Στη σύνοδο του Παρισιού για το κλίμα που ολοκληρώθηκε στις 12/12/2012, 195 χώρες δεσμεύθηκαν να συγκρατήσουν την άνοδο της θερμοκρασίας του πλανήτη μέχρι το τέλος του αιώνα στους 2 βαθμούς Κελσίου, και κατά προτίμηση κοντά στον 1.5 βαθμό.

Το κείμενο της συμφωνίας, η οποία θα τεθεί σε ισχύ το 2020, προβλέπει ακόμα ότι:
-Oι παγκόσμιες εκπομπές άνθρακα θα πρέπει να αρχίσουν να μειώνονται το ταχύτερο δυνατόν.
-Στο δεύτερο μισό του αιώνα οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα πρέπει να μειωθούν στα επίπεδα που μπορούν να απορροφούν τα δάση, έτσι ώστε να επιτευχθεί μια ισορροπία μηδενικών καθαρών εκπομπών.
-Όλες οι χώρες θα εγγραφούν σε κοινό σύστημα αναφοράς, παρακολούθησης και επιβεβαίωσης των εκπομπών.
-Από το 2020 οι ανεπτυγμένες χώρες θα προσφέρουν βοήθεια 100 δισ. δολαρίων το χρόνο προκειμένου να βοηθήσουν τις αναπτυσσόμενες χώρες να στραφούν σε καθαρές πηγές ενέργειας και να αντιμετωπίσουν τις καταστροφές που φέρνει η κλιματική αλλαγή, με την υπόσχεση ότι το κονδύλι αυτό θα αυξηθεί στο μέλλον. 

Οι πόλεις, ειδικά τα κέντρα τους, υποφέρουν από αυξημένη θερμοκρασία εξαιτίας της συνήθως πυκνής δόμησής τους. Στην εικόνα επάνω, δείχνεται μια τυπική κατανομή θερμοκρασίας στο κέντρο μιας πόλης σε σχέση με τα προάστιά της. Στην Ελλάδα, για να μειωθεί το ανθρακικό αποτύπωμα, προβλέπεται ότι όλα τα νέα κτίρια από το 2030 θα είναι μηδενικών ανθρακικών εκπομπών, ενώ μετά το 2040 δεν θα λειτουργούν καυστήρες με υγρά ή αέρια καύσιμα. Ενδιαφέρον άρθρο για την υπερθέρμανση των πόλεων και για τα νέα δομικά υλικά: https://xaidarisimera.gr/kafsones/?unapproved=243367&moderation-hash=0218d1ee50296f12d5bb321de5e0bfe9#comment-243367

Προς αυτή την κατεύθυνση κινείται και ένα πιλοτικό πρόγραμμα στην πρωτεύουσα του Κατάρ, Ντόχα, όπου κάποιο μήκος κεντρικών λεωφόρων βάφτηκε μπλε, με σκοπό να μειώσει την τοπική θερμοκρασία (εικόνα κάτω). Πράγματι, η χρήση του ειδικού αυτού μπλε χρώματος επέτρεψε τη μείωση της θερμοκρασίας της ασφάλτου κατά περίπου 10 βαθμούς Κελσίου!

Εμπορία εκπομπών ΔτΑ

Η εμπορία των εκπομπών ΔτΑ ξεκίνησε το 2005 σαν μία βασική εφαρμογή των αρχών του Πρωτοκόλλου του Κιότο (1997) για τον περιορισμό της υπερθέρμανσης του πλανήτη, και αφορά τη δυνατότητα εμπορίας των εκπομπών ΔτΑ από τις μεγάλες βιομηχανικές μονάδες.
Αφού καθορίστηκε αρχικά το επιτρεπτό επίπεδο των συνολικών εκπομπών ΔτΑ ανά χώρα (ένα όριο όμως που μειώνεται κάθε χρόνο), κάθε χώρα στη συνέχεια επιμέρισε το όριο παραγωγής ΔτΑ στις μεγάλες βιομηχανίες της.

Αν μία βιομηχανία μειώσει το επίπεδο εκπομπών ΔτΑ κάτω από το όριο που της έχει καθοριστεί, μπορεί να πουλήσει τη διαφορά σε μία άλλη βιομηχανία που βρίσκεται πάνω από το όριο, ενώ εφόσον η δεύτερη βιομηχανία δεν αγοράσει αρκετά δικαιώματα ΔτΑ θα πρέπει να πληρώσει ένα ακριβό αναλογικά πρόστιμο.

Αυτό δημιουργεί ένα οικονομικό κίνητρο ώστε να μειώσουν οι βιομηχανίες τις εκπομπές ΔτΑ με επενδύσεις που θα κάνουν στην τεχνολογία εξοικονόμησης ενέργειας, ενώ παράλληλα διασφαλίζεται ότι τα χρηματικά ποσά που θα διακινηθούν θα επενδυθούν πράγματι στη μείωση των εκπομπών ΔτΑ.

Γιατί η πράξη έχει δείξει ότι αν τα εισπράξει απ’ ευθείας το κράτος σαν πρόστιμα, είναι αμφίβολο αν θα αξιοποιηθούν για τον ίδιο σκοπό.

Η κατανομή της προέλευσης της ηλεκτρικής ενέργειες σε πανελλήνιο επίπεδο, για το 2021.

Πηγή εικόνας: https://www.dapeep.gr/viosimi-anaptixi/energeiako-meigma/

Μία εναλλακτική λύση στην εμπορία των εκπομπών ΔτΑ είναι η διοχέτευση του αερίου, το οποίο εννοείται ότι θα έχει συλλεγεί, συμπιεστεί και μεταφερθεί σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας και περαιτέρω συμπίεσης, σε εξαντλημένα παλαιά κοιτάσματα πετρελαίου ή φυσικού αερίου, κάτι που μελετάται ήδη για το κοντινό μέλλον (2025 και μετά) για τις εγκαταστάσεις του Πρίνου κοντά στη Θάσο.

Η τυπική ισχύς της ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει στο έδαφος το μεσημέρι μιας ηλιόλουστης ημέρας στο γεωγραφικό πλάτος της Ελλάδας είναι περίπου 1 kW/m², αλλά από την ισχύ αυτή μόνο το 20% στην καλύτερη περίπτωση μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική ισχύ, με τη σημερινή τεχνολογία των φωτοβολταϊκών στοιχείων.

Αντίστοιχα, μια ανεμογεννήτρια παράγει ηλεκτρική ισχύ γύρω στα 0.4 kW/m² της επιφάνειας που σαρώνουν τα πτερύγιά της, στην ταχύτητα ανέμου για την οποία σχεδιάστηκε (ονομαστική), άρα αξιοποιεί δύο φορές καλύτερα την "ενεργή" επιφάνειά της σε σχέση με ένα φωτοβολταϊκό, σε ιδανικές συνθήκες και για τα δύο συστήματα.

Η ηλιακή ακτινοβολία όμως αποτελεί μία πιο αξιόπιστη, ασφαλή και εύκολη πηγή ενέργειας, με την προϋπόθεση ότι η γεωγραφία της περιοχής είναι ευνοϊκή και εφόσον δεν δεσμεύεται καλλιεργήσιμη γη, οπότε οι μεγάλες εγκαταστάσεις αφορούν φωτοβολταϊκά πάρκα.

Η μεγαλύτερη εγκατάσταση φωτοβολταϊκών στοιχείων στον κόσμο βρίσκεται στην Ινδία (εικόνα επάνω). Από τις πέντε μεγαλύτερες εγκαταστάσεις στον κόσμο, δύο βρίσκονται στην Ινδία και δύο στην Κίνα.

 

Οι δύο πρώτες μονάδες της εταιρείας Abengoa Solar, η ΡS10 και η ΡS20 ισχύος 10 και 20 MW αντίστοιχα στη Σεβίλλη της Ισπανίας, με εμφανείς τους πύργους στους οποίους συγκεντρώνεται η θερμότητα από τους καθρέφτες για την παραγωγή ατμού (εικόνα επάνω). Σταδιακά, στην περιοχή θα συμπληρωθούν και άλλες ηλιακές θερμικές μονάδες διαφορετικής όμως τεχνολογίας, ώστε η συνολική ισχύς να φθάσει τα 300 MW. 

Η μεγαλύτερη όμως τέτοιας τεχνολογίας μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι η Noor Power που βρίσκεται στο Μαρόκο, ισχύος 510 MW. Ενώ οι επόμενες τέσσερεις σε μέγεθος μονάδες, βρίσκονται στις ΗΠΑ.
Για την Ιστορία, πρωτοπόροι στη βιομηχανική εφαρμογή της ηλιακής ενέργειας υπήρξαν ο Γάλλος Α. Mouchot (Διεθνής Έκθεση Παρισιού, 1878) και ο Αμερικανός F. Shuman (Αντλιοστάσιο στην Αίγυπτο, 1912).

Εξαιτίας της χαμηλής απόδοσης των φωτοβολταϊκών, σε κάποιες μεγάλες εγκαταστάσεις όπως στο ηλιακό θερμικό πάρκο της Σεβίλλης της Ισπανίας προτιμάται η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε θερμική (ατμοποίηση νερού) και κατόπιν η μετατροπή του ατμού σε ηλεκτρική ενέργεια, μέσα από την κλασική διάταξη ατμοστρόβιλου – γεννήτριας.
Μάλιστα στα τέλη του 2016 ανακοινώθηκε από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας (ANU) ότι πέτυχαν απόδοση 97% για τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ατμό 500 βαθμών Κελσίου, με ένα νέο ηλιακό παραβολικό κάτοπτρο επιφάνειας 500 m², που μπορεί να παράγει ισχύ μέχρι 100 kW.

ΥΓ1. Την καλύτερη οικονομική απόδοση μεταξύ των διαφόρων τύπων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και λαμβάνοντας υπόψη τη συνολική διάρκεια ζωής τους, την έχουν κατά σειρά οι ακόλουθες εγκαταστάσεις (στοιχεία 2022):   

1. Γεωθερμικές (όπου υπάρχει η δυνατότητα)

2. Επίγειες ανεμογεννήτριες

3. Υδροηλεκτρικές    

4. Βιομάζας

5. Φωτοβολταϊκές (μεγάλης έκτασης)

6. Παράκτιες ανεμογεννήτριες

7. Ηλιακές θερμικές     

ΥΓ2. Στα τέλη του 2024 ανακοινώθηκε από ερευνητές του πανεπιστημίου ΜπέρκλεΪ (UC Berkeley) ότι ένα νέο υλικό σε σκόνη (COF-999) μπορεί να απορροφά το ΔτΑ της ατμόσφαιρας με εντυπωσιακή απόδοση: 200g από το υλικό αυτό απορροφά 20kg ΔτΑ (όσο και ένα δέντρο σ' έναν χρόνο). Το ΔτΑ αυτό μπορεί ανακτηθεί για μονιμότερη αποθήκευση ή για χρήση σαν πρώτη ύλη σε προϊόντα, με θέρμανση του υλικού στους 60 βαθμούς Κελσίου.      

ΥΓ3. Στα μέσα του 2025 ανακοινώθηκε ότι από το 2026 τα αυτοκίνητα της F1 θα χρησιμοποιούν καύσιμα μηδενικού ανθρακικού αποτυπώματος, τα οποία αναμένεται να στοιχίζουν μέχρι και 10 φορές περισσότερο από το σημερινά καύσιμα, τα οποία ήδη περιέχουν 10% αιθανόλη (Ε10).  

Επιπλέον, από την ίδια χρονιά η ισχύς τους θα πρέπει να προέρχεται κατά 50% από ηλεκτρική ενέργεια, χωρίς να συνυπολογίζεται η ισχύς από το αναγεννητικό φρενάρισμα. 

Υπόψην, ότι ήδη οι θερμικοί κινητήρες της F1 έχουν θερμικοδυναμική απόδοση κοντά στο 50%, όταν οι καλύτεροι συμβατικοί κινητήρες βρίσκονται κοντά στο 30%.

Για περισσότερα διαβάστε εδώ (αγγλικά): https://www.chemistryworld.com/news/how-f1-plans-to-transition-to-100-sustainable-fuel/4020167.article                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                Γ. Μεταξάς