Περιβαλλοντική διερεύνηση των παράκτιων εγκαταστάσεων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας με έμφαση στις βιολογικές επιπτώσεις

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η περιβαλλοντική διερεύνηση των εφαρμογών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο θαλάσσιο περιβάλλον. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που μελετώνται είναι η αιολική, η παλιρροιακή και η κυματική ενέργεια. Παρουσιάζονται οι τεχνολογίες για την αξιοποίηση των προαναφερθέντων ενεργειών και δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στις βιολογικές επιπτώσεις που προκύπτουν από την εγκατάσταση αυτών των τεχνολογιών στο θαλάσσιο περιβάλλον, κυρίως με γνώμονα την Οδηγία - πλαίσιο 2008/56/ΕΚ για τη θαλάσσια στρατηγική. Η αιολική ενέργεια αποτελεί µία ώριμη τεχνολογία, και η αιολική βιομηχανία είναι σήμερα, η ταχύτερα αναπτυσσόμενη ενεργειακή τεχνολογία στον κόσμο, µε ρυθμό ανάπτυξης περίπου 40% ετησίως. Τα αιολικά πάρκα οριοθετούνται σε περιοχές όπου μπορούν να εξασφαλίσουν υψηλές μέσες ταχύτητες ανέμου για τη μέγιστη δέσμευση της ενέργειας, κάτι που συμβαίνει συνήθως στις ορεινές παράκτιες και υπεράκτιες περιοχές. Υπεράκτια αιολικά πάρκα κατασκευάζονται με γοργούς ρυθμούς σε πολλές χώρες ανά τον κόσμο, ώστε να συλλέξουν την αιολική ενέργεια πάνω από τον ωκεανό και να τη μετατρέψουν σε ηλεκτρική. Οι άνεμοι έχουν μεγαλύτερες ταχύτητες πάνω από τον ωκεανό από ότι πάνω από τη ξηρά με αποτέλεσμα να παράγεται μεγαλύτερη ηλεκτρική ενέργεια από τα υπεράκτια αιολικά πάρκα. Οι θαλάσσιες μάζες καλύπτουν το 75% της επιφάνειας του πλανήτη μας και μπορούν να θεωρηθούν ένα κολοσσιαίο, «παγκόσμιο» ενεργειακό ρεζερβουάρ. Η θαλάσσια επιφάνεια απορροφά τεράστιες ποσότητες ηλιακής και αιολικής ενέργειας, η οποία εμφανίζεται στη θάλασσα σε διάφορες μορφές, όπως κύματα ή ρεύματα. Επιπλέον, το θαλάσσιο σύστημα επηρεάζεται από τις βαρυτικές αλληλεπιδράσεις του πλανήτη μας με τον Ήλιο και τη Σελήνη. Ο μηχανισμός αυτός, αργά αλλά σταθερά, κινητοποιεί ασύλληπτες ποσότητες ύδατος, δημιουργώντας το φαινόμενο της παλίρροιας. Οι τεχνολογίες παλιρροιακής ενέργειας αξιοποιούν την αυξομείωση της στάθμης της θαλάσσιας κατά τη παλίρροια και την τελευταία δεκαετία πολλοί ευρωπαϊκοί οργανισμοί και τεχνικές εταιρείες έχουν εστιάσει τις δραστηριότητές τους σε αυτόν τον τομέα. Επιπλέον, οι τεχνολογίες εκμετάλλευσης της ενέργειας που περικλείεται στους θαλάσσιους κυματισμούς εξελίσσονται ραγδαία καθώς, μεταξύ των ανανεώσιμων πηγών η κυματική ενέργεια παρουσιάζει την υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα. Συνεπώς οι μορφές θαλάσσιας ενέργειας είναι πολλές, ενώ οι ποσότητες ενέργειας οι οποίες μπορούν να αξιοποιηθούν τεράστιες. Συμπερασματικά, οι δυνατότητες για την ανάπτυξη τεχνολογιών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο θαλάσσιο περιβάλλον είναι τεράστιες. Η συστηματική έρευνα γύρω από αυτές τις εφαρμογές έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη τεχνολογιών που συνδυάζουν αρκετά ικανοποιητικά τη παραγωγή ενέργειας από το θαλάσσιο περιβάλλον με την ταυτόχρονη προστασία του, καθώς μειώνεται αυτόματα η εξάρτηση από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με την χρήση συμβατικών καυσίμων.

The subject of this postgraduate thesis is the environmental investigation of renewable energy applications in marine environment. The term marine renewable energy covers coastal and mainly offshore wind farms, tidal energy and wave energy structures. The study is based particularly on possible pressures and potential biological impacts resulting from the installation of these technologies in the marine environment, particularly with regard to the Marine Strategy Framework Directive 2008/56/EC.

Structure The thesis includes, apart from this 1st Chapter which constitutes the introduction into the subject of the work, six extra Chapters. The second chapter considers an initial contact with the issue that discusses in the thesis. The same structure is followed for the other renewable energy, tidal and wave energy, respectively. In chapter 3, is presented in detail the wind energy into the marine environment and the technology of offshore wind energy parks. In addition, is discussed the use of tidal energy in seas with tidal currents and their respective technologies. Finally, is presented the wave energy into the marine environment, and the technologies of devices used for the exploitation of wave energy in marine environment. In Chapter 4, is recorded the general characteristics of the sea. Specifically, is described the physical and geological characteristics of marine areas, chemical properties of seawater and sea as a biological environment. In addition, are analysed the corresponding characteristics of the sea areas examined in the context of this thesis, in which, exist coastal renewable energy installations. These areas are the Irish Sea, the North-East Atlantic Ocean, the Mediterranean Sea and especially, the Aegean Sea. In Chapter 5, is recorded in detail the environmental impacts generated by offshore wind farms and is given emphasis on biological effects. The same structure is followed for the other two renewable energy, tidal and wave energy. In Chapter 6, are presented examples of existing projects from offshore wind farms in Europe and analyzing these on the basis of the monitoring programmes that take place. The same structure is followed for the other two renewable energy, tidal and wave energy. In Chapter 7, are recorded the conclusions for the environmental impacts from the marine renewable energy devices. Also, are recorded in tabular form the environmental impacts arising from the Marine Strategy Framework Directive 2008/56/EC.