Το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Καινοτομίας χρηματοδοτεί τρεις καινοτομίες που προσφέρουν πιο φτηνή και πιο φιλική προς το περιβάλλον ενέργεια
Τρεις χώρες, τρεις καινοτομίες σε σχέση με την ενέργεια που χρηματοδοτεί το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Καινοτομίας
Όρκνι-Βρετανία
Παρόλο που το 75% της Γης είναι καλυμμένο με νερό, η ενέργεια που μπορεί να προέλθει από τα κύματα είναι ένα αναξιοποίητο χαρτί. Και τα βρετανικά νησιά Όρκνι είναι ο παράδεισος των κυμάτων. Ήταν λοιπόν λογικό να βρει εδώ τη βάση του μια καινοτομία, που μπορεί να μετατρέψει την κίνηση των κυμάτων σε ενέργεια. Και εδώ γίνονται τα απαραίτητα τεστ.
Η πλατφόρμα επιπλέει στον Ατλαντικό Ωκεανό. Ονομάζεται «Πιγκουίνος». Μπορεί να παράξει ενέργεια από την κίνηση των κυμάτων. Υπήρχαν αρκετές προκλήσεις στον σχεδιασμό, την κατασκευή και τη συντήρησή της.
«Όταν περάσει από πάνω του το κύμα, ο σκελετός, που είναι ασύμμετρος, αρχίζει να περιστρέφεται. Μέσα στο σκάφος, υπάρχει μια έκκεντρη μάζα, που ακολουθεί την κίνηση του σκελετού. Και αυτή η κίνηση συνοδεύεται με μια γεννήτρια, που επίσης αρχίζει να περιστρέφεται. Με αυτόν τον τρόπο, η κίνηση των κυμάτων μετατρέπεται σε μια διαρκή περιστροφή μέσα στον Πιγκουίνο» εξηγεί ο Τίμο Λότι, ηλεκτρολόγος μηχανικός, ειδικός αυτοματισμών, στην Wello Oy.
Το πρωτότυπο έχει αγκυροβολήσει, στα 50 μέτρα. Τοποθετήθηκε εκεί την άνοιξη του 2017.
«Πιάσαμε κύματα τον χειμώνα που μας πέρασε, που έφταναν τα 18 μέτρα. Και είχαμε μεγάλες περιόδους με κύματα 10 μέτρων. Ήταν μια χαρά» επισημαίνει Ο Ντέιβιντ Κάζενς, μηχανικός στην Wello Oy
Τα υποβρύχια καλώδια οδηγούν την ενέργεια που συγκεντρώνεται σ' αυτόν τον σταθμό. Εκεί αποθηκεύεται και στη συνέχεια περνά στο τοπικό δίκτυο.
«Αυτή η εγκατάσταση μπορεί να διαχειριστεί 7 megawatt ηλεκτρικής ενέργειας. Το πιο σημαντικό στοιχείο σε σχέση με την παροχή ρεύματος στο δίκτυο είναι ότι οι αυτοί που ανέπτυξαν αυτό το πρότζεκτ, μπορούν να κερδίσουν χρήματα από την ηλεκτρική ενέργεια που παρήγαγαν, κατά τη διάρκεια της δοκιμαστικής περιόδου» αναφέρει η Λίζα ΜακΚένζι, εμπορική διευθύντρια του Ευρωπαϊκού Κέντρου Θαλάσσιας Ενέργειας.
Όλο το σύστημα ελέγχεται από τα εργαστήρια που υπάρχουν στο τοπικό Πανεπιστήμιο. Οι οπτικές ίνες βοηθούν τον Πιγκουίνο να στείλει δεδομένα στους μηχανικούς ελέγχου του συστήματος.
«Έχουμε περίπου 50 όργανα πάνω στον Πιγκουίνο, για να παίρνουμε δείγματα πολύ γρήγορα. Παίρνουμε επίσης δεδομένα και ελεγχόμενες πληροφορίες. Για παράδειγμα έχουμε αρκετά σταθερά επιταχυνσιόμετρα που μπορούν να μας ενημερώσουν για την αντίδραση του σκελετού, την ταχύτητα και την κατεύθυνσή του» εξηγεί ο Ντέιβιντ Κάζενς.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι ο Πιγκουίνος μπορεί να αλλάξει τα δεδομένα στην αγορά ενέργειας μέσω των κυμάτων, που υπολογίζεται ότι έχει συνολικό κύκλο εργασιών 74 δις ευρώ.
«Όταν όλες αυτές οι πηγές και οι τεχνολογίες τεθούν σε κανονική λειτουργία, όλη η Ευρώπη, όλος ο κόσμος θα είναι ένα εντελώς διαφορετικό μέρος» υπογραμμίζει ο Τίμο Λότι.
Το συγκεκριμένο πρότζεκτ είναι ένα από τα εκατοντάδες που χρηματοδοτούνται από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Καινοτομίας, μια πρωτοβουλία που έχει ως στόχο να υποστηρίξει τις πλέον υποσχόμενες ιδέες, στο πλαίσιο της Ε.Ε.
Σύμφωνα με κάποιες μελέτες, το 85% της ανάπτυξης στις προηγμένες οικονομίες είναι άμεσο αποτέλεσμα των καινοτομιών. Οι ευρωπαϊκές εταιρίες συνεχίζουν όμως να ξοδεύουν λιγότερα στην έρευνα και την ανάπτυξη από τους παγκόσμιους ανταγωνιστές τους.
Αν οι ευρωπαϊκές επιδόσεις έφτασαν τις αμερικανικές επιδόσεις στον συγκεκριμένο τομέα, τότε σε 20 χρόνια θα δημιουργούνταν πάνω από 1 εκατομμύριο θέσεις εργασίας και θα προσέθεταν 2 τρις ευρώ στον ΑΕΠ της Ε.Ε.
Με αυτόν ακριβώς τον στόχο το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Καινοτομίας χρηματοδοτεί με 2,7 δις ευρώ ερευνητές και καινοτόμες δράσεις για να αναπτύξουν νέες ιδέες σε διαφορετικά πεδία.
Ρίγα-Λετονία
Στη Ρίγα της Λετονίας, μια παλιά ντιζελομηχανή τρένου, 30 ετών, μπήκε ξανά σε λειτουργία, χάρις σε μια νέα καινοτομία. Μπορεί πλέον να λειτουργεί και με φυσικό αέριο. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτό που έχουν πετύχει εδώ, θα βοηθήσει την ευρωπαϊκή βιομηχανία σιδηροδρόμων να συνεχίσει να αναπτύσσεται οικονομικά.
Χρειάστηκαν μόνο λίγες μέρες για να εγκατασταθούν τα 25 μηχανικά εξαρτήματα που θα επιτρέπουν στη σιδηροδρομική μηχανή να γυρίζει από ντίζελ σε φυσικό αέριο.
Αυτή η μετασκευή σημαίνει μείωση κατά 15-20% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και μείωση κατά 30% των οξειδίων του αζώτου, χάρις σε ένα δίκτυο καινοτόμων εξαρτημάτων και συσκευών.
«Το σύστημα αερίου-ντίζελ αποτελείται από πολύ διαφορετικά εξαρτήματα, που έχουν να κάνουν για παράδειγμα με την αποθήκευση του αερίου. Υπάρχει και η ηλεκτρονική λύση για τη ρύθμιση των αποθεμάτων καυσίμου σε ντίζελ και φυσικό αέριο. Έχουμε επίσης και μια τηλεμετρική πλατφόρμα. Πρέπει να αναφέρω επίσης τα συστήματα ασφαλείας, που ενεργοποιούνται σε περίπτωση φωτιάς ή διαρροής του αερίου» αναφέρει ο Νικολάι Βόλεφ, μηχανολόγος μηχανικός στον Όμιλο Digas.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η εταιρία θα αποσβέσει την επένδυσή της μέσα σε τρία χρόνια.
«Οι τεχνολογίες διπλού καυσίμου στοχεύουν να καλύψουν σοβαρές ανάγκες της σιδηροδρομικής βιομηχανίας: το κόστος των καυσίμων και περιβαλλοντικά ζητήματα. Η αντικατάσταση του ντίζελ με φυσικό αέριο, σημαίνει εξοικονόμηση 40% στα έξοδα για τα καύσιμα» τονίζει ο Πέτρ Ντουμένκο, διευθύνων σύμβουλος του Ομίλου Digas.
Οι μηχανές των τρένων αντιμετωπίζουν αρκετά ζητήματα. Ανεβάζουν για παράδειγμα την πίεση καύσης και τη θερμοκρασία. Οι μηχανικοί πρέπει να βρουν έξυπνες μηχανικές λύσεις αλλά και ιδέες λογισμικού.
«Το σύστημα τηλεμετρίας έχει μια λειτουργία έγκαιρης προειδοποίησης, για κρίσιμες καταστάσεις. Αυτά τα δεδομένα μας επιτρέπουν τη μείωση του χρόνου συντήρησης και τη βελτίωση της αποδοτικότητας, ενώ χρησιμοποιούμε άλλες μηχανές. Το σύστημα διαθέτει επίσης μια πλατφόρμα τεχνητής νοημοσύνης που είναι σχεδιασμένη να βρίσκει και να μας πληροφορεί για τα προβλήματα που υπάρχουν στις μηχανές, που δεν μπορούν να ταυτοποιηθούν με άλλον τρόπο» μας εξηγεί ο Όλεγκ Γκόλεβιτς, μηχανικός τηλεπικοινωνιών του Ομίλου Digas.
Οι υπάρχουσες μηχανές ντίζελ έχουν αρκετά ζητήματα. Στην Λετονία, η δημιουργία ενός ολοκληρωμένου ηλεκτροδοτούμενου σιδηροδρομικού δικτύου απαιτεί μεγάλες, μακροχρόνιες επενδύσεις.
Ο Πρόεδρος του ΔΣ των Λετονικών Σιδηροδρόμων, Έντβινς Μπερζίνς θεωρεί ότι αυτές οι νέες τεχνολογίες δεν είναι ακριβές και είναι αποτελεσματικές, ώστε ο τομέας να παραμείνει ανταγωνιστικός στο μέλλον:
«Υπάρχει σκληρός ανταγωνισμός όχι μόνο από τις οδικές μεταφορές, αλλά και από άλλες σιδηροδρομικές εταιρίες. Πρέπει λοιπόν να επενδύσουμε σίγουρα σε αυτή την καινοτόμα τεχνολογία, που μπορεί να μας δώσει λύση και να μας κάνει περισσότερο ανταγωνιστικούς».
Νορτάλιε-Σουηδία
Πώς μπορούμε να βελτιώσουμε την ανταγωνιστικότητα των ευρωπαϊκών μονάδων παραγωγής ενέργειας; Η συγκεκριμένη είναι εγκατεστημένη στη Σουηδία. Χρησιμοποιεί θρύμματα ξύλου ως βιομάζα: 100 χιλιάδες τόνοι κατάλοιπων ξύλου χρησιμοποιούνται κάθε χρόνια για την παραγωγή ενέργειας. Εδώ τεστάρεται τώρα μια πολύ καινοτόμα τεχνολογία για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας και της ανταγωνιστικότητας του τομέα.
Η μονάδα παραγωγής ενέργειας προσφέρει θέρμανση και ζεστό νερό σε μια πόλη 20.000 κατοίκων. Τα κατάλοιπα ξύλου προέρχονται από διαφορετικές πηγές. Γι' αυτό και η ποιότητά τους πολλές φορές δεν είναι καλή. Υπάρχουν όμως κι άλλου είδους προβλήματα που αντιμετωπίζει η μονάδα.
«Αυτή είναι η στάχτη που απομένει από την καύση των κατάλοιπων ξύλου, που ήταν μέσα στη λάσπη, την άμμο και τις πέτρες. Οι στάχτες από αυτά τα ξύλα μετατρέπονται σε ένα είδος γυαλιού, που μπορεί να προκαλέσει ζημιά στη λειτουργία όλου του συστήματος. Αυτή η κατάσταση μας αναγκάζει να κάνουμε εργασίες συντήρησης που μπορούν να οδηγήσουν σε διακοπή την παραγωγή ενέργειας, καθώς θα πρέπει να σταματήσουμε τη δραστηριότητα καύσης για να καθαρίσουμε τον λέβητα» επισημαίνει ο Τόμι Κίντμπλομ, διευθυντής περιφερειακής θέρμανσης της Νορτάλιε Ένερτζι.
Οι ευρωπαίοι ερευνητές εγκατέστησαν λοιπόν αυτόν τον αναλυτή βιοκαύσιμου. Ένα λεπτό φτάνει για να υπολογίσει την υγρασία, την τελική στάχτη που θα παραχθεί από τα ξύλα, το ενεργειακό τους αποτέλεσμα και την ενδεχόμενη παρουσία άμμου και πετρών. Θα χρειάζονταν πολλές μέρες για να πάρουν αυτά τα δεδομένα, αν έστελναν το δείγμα σε ένα εξειδικευμένο εργαστήριο.
«Πρώτα από όλα είναι οικονομικό ζήτημα. Μπορείτε να ελέγξετε την ποιότητα του βιοκαύσιμου και να πληρώσετε αυτό που αγοράζετε. Πληρώνετε για αυτό που σας έφερε το φορτηγό. Υπάρχει και ένα περιβαλλοντικό ζήτημα, καθώς έχετε λιγότερες εκπομπές αερίων και λιγότερες στάχτες, εάν έχετε βιοκαύσιμο καλύτερης ποιότητας. Και ύστερα έχετε λιγότερα έξοδα συντήρησης, αν έχετε λιγότερες πέτρες και βρώμα στους λέβητες. Υπάρχει λιγότερη φθορά» εξηγεί ο Κάρλ Βέκε διευθυντής πωλήσεων της Mantex, που έχει δημιουργήσει αυτή την συσκευή.
Η πρόκληση για τους μηχανικούς είναι να γίνει η σωστή μέτρηση ώστε ο αναλυτής να δώσει ακριβή και αξιόπιστα στοιχεία. Το σύστημα βασίζεται σε ακτίνες Χ που επιτρέπουν την αναγνώριση υλικών όπως είναι η άμμος και οι πέτρες, όταν είναι σε μεγάλες πυκνότητες.
«Τα υπολείμματα ξύλου μπορεί να είναι εξαιρετικά πολύπλοκα. Μπορεί να είναι οτιδήποτε από απλά κατάλοιπα ξύλου μέχρι απλή βρώμα. Το να κάνεις τη σωστή βαθμονόμηση είναι μια περίπλοκη διαδικασία, γιατί έχει να κάνει ουσιαστικά με πολλούς διαφορετικούς τύπους υλικών. Και αυτό το εργαστήριο μας δίνει τη δυνατότητα να πάρουμε τα σωστά δείγματα και να κάνουμε αυτές τις μετρήσεις» τονίζει ο Ραλφ Τόργκριπ, χημικός αναλυτής της Mantex.
Το επόμενο βήμα είναι η εγκατάσταση τέτοιων αναλυτών στους ιμάντες μεταφοράς, για γρηγορότερο έλεγχο μεγαλύτερων ποσοτήτων βιομάζας. Μικρότερο λειτουργικό κόστος σημαίνει χαμηλότερες τιμές στα τιμολόγια του ρεύματος.
«Ο αναλυτής μας εξοικονομεί 100.000-150.000 Ευρώ κάθε χρόνο, καθώς μπορούμε να παράξουμε περισσότερη ενέργεια και να μειώσουμε τις εργασίες συντήρησης» υποστηρίζει ο Τόμι Κίντμπλομ, διευθυντής περιφερειακής θέρμανσης της Νορτάλιε Ένερτζι.
Οι επιστήμονες που ανέπτυξαν αυτή την τεχνολογία ανάλυσης, πιστεύουν ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε άλλα υλικά, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βιομάζα από ρύζι, μέχρι δημητριακά.