Η αναγκαιότητα για μεγάλης κλίμακας υβριδικά συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας

Καθώς η παγκόσμια οικονομία κυριαρχείται από τον τομέα της ενέργειας, ο σχεδιασμός και η διαχείριση των ενεργειακών συστημάτων αποτελούν προϋπόθεση για ένα αειφόρο μέλλον. Αναγνωρίζεται ευρέως ότι το παρόν υπόδειγμα, που βασίζεται στην εντατική χρήση ορυκτών καυσίμων, είναι έντονα μη αειφόρο και συνεπώς απαιτείται μια δραστική αλλαγή, στην κατεύθυνση της εξοικονόμησης ενέργειας και της ανάπτυξης ανανεώσιμων πηγών. Ωστόσο, ο σημερινός ενεργειακός σχεδιασμός στην Ευρώπη, αν και ευνοεί πολύ έντονα τη διείσδυση τέτοιων συστημάτων, έχει αποτύχει στο να λάβει υπόψη τις σημαντικές διαφορές των παραπάνω σε σχέση με τις συμβατικές πηγές ενέργειας. Οι μικρής κλίμακας μονάδες παραγωγής ενέργειας ενθαρρύνονται ή ακόμα και προωθούνται. Επιπρόσθετα, η μονομερής θεώρηση και η απουσία ενός ολοκληρωμένου αναπτυξιακού σχεδίου εθνικής κλίμακας, οδηγεί σε αυξημένα κόστη και θέτει σημαντικούς περιορισμούς στη διαχείριση της ενέργειας. Είναι γνωστό ότι η ανανεώσιμη ενέργεια είναι έντονα μεταβλητή και μη προβλέψιμη, καθώς εξαρτάται ισχυρά από τις υδρομετεωρολογικές συνθήκες. Η εγγενής αβεβαιότητα των σχετικών φυσικών διεργασιών ανακλάται άμεσα στην ενεργειακή παραγωγή, η οποία δεν μπορεί να ακολουθήσει τη χρονική κατανομή της αντίστοιχης ζήτησης. Ένα επιπλέον μειονέκτημα είναι η έλλειψη ρυθμιστικής ικανότητας, που καθιστά αδύνατη την αποθήκευση της περίσσειας της παραγωγής. Σε αυτό το πλαίσιο, η έννοια ενός μελλοντικού σκηνικού στο οποίο οι ανανεώσιμες πηγές θα κυριαρχούν θα είναι εφικτή μόνο εφόσον οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας συνδυαστούν με τεχνολογίες αποθήκευσης της ενέργειας. Η καθιερωμένη τεχνική της αντλησοταμίευσης (άντληση νερού σε μια ανάντη θέση, με κατανάλωση της διαθέσιμης ενέργειας, η οποία ανακτάται αργότερα ως υδροηλεκτρική ενέργεια), αντιπροσωπεύει την καλύτερη διαθέσιμη τεχνολογία καθώς δεν εκπέμπει κανένα παραπροϊόν στο περιβάλλον, ενώ είναι οικονομικά αποδοτική, με ποσοστά απωλειών μικρότερα του 10% (για έργα μεγάλης κλίμακας). Επιπλέον, η παραγόμενη υδροηλεκτρική ενέργεια δεν καταναλώνει νερό (απλά μετατρέπει τη δυνητική του ενέργεια), ενώ μπορεί ακόμα να συνδυαστεί με άλλες χρήσεις νερού (αστική, γεωργική, βιομηχανική). Τα υβριδικά συστήματα, που συνδυάζουν πολλαπλές πηγές ανανεώσιμης ενέργειας με έργα αντλησοταμίευσης, θεωρούνται γενικά μια καθιερωμένη τεχνολογία για την αύξηση του επιπέδου διείσδυσης των ανανεώσιμων πηγών σε ενεργειακά συστήματα. Ωστόσο, τέτοια έχουν, γενικά, μειωμένη δυνατότητα και έχουν κυρίως εφαρμοστεί σε σχετικά μικρές περιοχές, π.χ. για την εξυπηρέτηση αυτόνομων νησιωτικών δικτύων. Από την άλλη πλευρά, οι κυρίαρχες ιδεολογικές απόψεις ειδικά στην Ευρωπαϊκή Ένωση δεν ευνοεί την κατασκευή νέων φραγμάτων και μεγάλων υδραυλικών έργων. Ωστόσο, το ζήτημα της κλίμακας, που αναφέρεται τόσο στο μέγεθος των ενεργειακών μονάδων όσο και στην χωρική τους έκταση, έχει καθοριστική σημασία, δεδομένου ότι η αποδοτικότητα (σε όρους παραγωγής ενέργειας προς εγκατεστημένη ισχύ) αυξάνει με την κλίμακα, όπως και η αξιοπιστία (σε όρους κάλυψης της ενεργειακής ζήτησης). Για τον λόγο αυτό, είναι αδύνατον να προσβλέπουμε σε ένα μελλοντική ενεργειακό τοπία χωρίς μεγάλης κλίμακας υδροηλεκτρικούς ταμιευτήρες, εξοπλισμένους με αντλησοταμίευση. Στο πλαίσιο αυτό, κρίνεται εύλογο και επιθυμητό ένα ολιστικό σχέδιο για μεγάλης κλίμακας συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας, στα οποία το νερό, ο άνεμος και η ηλιακή ακτινοβολία θα αποτελούν τις πηγές ενέργειας, με το νερό σε έναν επιπρόσθετο ολοκληρωτικό και αποθηκευτικό ρόλο.