Ενεργειακή στρατηγική για την ολοκληρωμένη ανάπτυξη της νήσου Σάμου.

Abstract

Με την παρούσα διπλωματική εργασία επιδιώκεται να διερευνηθεί το ενεργειακό σύστημα της νήσου Σάμου το έτος 2020. Το 2020 αποτελεί χρονολογία ορόσημο καθώς τη συγκεκριμένη χρονιά αναμένεται να επιτευχθούν οι στόχοι της πρωτοβουλίας «20-20-20» οι οποίοι τέθηκαν από την Ευρωπαϊκή Ένωση έπειτα από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο του Μαρτίου του 2007 και στοχεύουν στη μείωση κατά 20% των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου, στην αύξηση κατά 20% του μεριδίου των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και στη μείωση κατά 20% της χρήσης πρωτογενούς ενέργειας. Στην προσπάθεια εναρμόνισης του σχεδιασμού του ενεργειακού συστήματος του νησιού με την πολιτική που προτάθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση και υιοθετήθηκε από τις κυβερνήσεις των ευρωπαϊκών κρατών προτάθηκε μια σειρά εναλλακτικών ενεργειακών σεναρίων τα οποία κινούνται προς τη συγκεκριμένη κατεύθυνση. Ειδικεύοντας, σκοπό αυτής της μελέτης αποτελεί η επιλογή του καταλληλότερου εκ των προτεινόμενων εναλλακτικών σεναρίων, το οποίο πρόκειται να εφαρμοστεί στοχεύοντας τόσο στον περιορισμό της εξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα και γενικότερα από τις εισαγωγές ενέργειας όσο και στην επίτευξη ενεργειακής επάρκειας με βάση στήριξης την αξιοποίηση των δυνατοτήτων που παρέχει η ίδια η φύση απλόχερα στον άνθρωπο. Στο πλαίσιο αυτό προτείνεται ο σχεδιασμός ενός νέου ενεργειακού δικτύου για το νησί που θα προωθεί την εισχώρηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, και πιο συγκεκριμένα της αιολικής και ηλιακής, σε μια προσπάθεια μείωσης των εκπεμπόμενων ρύπων προς την ατμόσφαιρα ενώ παράλληλα επιζητείται σημαντική μείωση των συνολικών δαπανών συμπεριλαμβανομένων του κόστους επένδυσης, συντήρησης και λειτουργίας. Η παρούσα εργασία αποτελείται από έξι κύρια μέρη. Το πρώτο μέρος είναι η εισαγωγή η οποία αναφέρεται στα προβλήματα που αντιμετωπίζει το υπάρχον ενεργειακό δίκτυο του νησιού, στην ανάγκη εκσυγχρονισμού του αλλά και στις δυνατότητες που παρέχει η χρήση νέων τεχνολογιών. Το δεύτερο μέρος περιλαμβάνει την περιγραφή της πραγματικής πραγματικότητας του νησιού παρέχοντας πληροφορίες σχετικά με την γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά, τον πληθυσμό, το κλίμα και του τομείς απασχόλησης των κατοίκων του νησιού. Το τρίτο μέρος μας πληροφορεί σχετικά με τις υφιστάμενες υποδομές διαχείρισης στερεών και υγρών αποβλήτων, ενώ ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στην παρουσίαση του - 2 - υπάρχοντος ενεργειακού συστήματος του νησιού και της ενέργειας που παράγεται για την κάλυψη των ενεργειακών απαιτήσεων που προκύπτουν. Το τέταρτο μέρος ασχολείται με τις τεχνολογίες των αιολικών και των φωτοβολταϊκών περιγράφοντας με αρκετές λεπτομέρειες τα βασικότερα χαρακτηριστικά τους γνωρίσματα καθώς και διάφορες βοηθητικές τεχνολογίες που είναι απαραίτητες για την ορθή λειτουργία τους. Το πέμπτο μέρος πραγματεύεται εκτιμήσεις σχετικά με την πληθυσμιακή εξέλιξη, την ποσότητα των παραγόμενων απορριμμάτων το έτος 2020 και επιπλέον μέσω ενός ενεργειακού μοντέλου επιχειρείται μια πρόβλεψη των ενεργειακών αναγκών για το έτος 2020 στο νησί της Σάμου. Στο έκτο και τελευταίο μέρος της μελέτης παρατίθενται τα πέντε προτεινόμενα ενεργειακά σενάρια για το σχεδιασμό του ενεργειακού συστήματος του νησιού, ένα μαθηματικό μοντέλο που βοηθά στην ανάδειξη του βέλτιστου σεναρίου και τέλος ακολουθεί παρουσίαση των αποτελεσμάτων της μελέτης και των συμπερασμάτων στα οποία καταλήξαμε.

This thesis aims to investigate the energy system of the island of Samos in 2020. The 2020 is a landmark date as this year is expected the objectives of the "20-20-20" to be achieved. These objectives conclude from the European Union after the European Council in March 2007 and intend to reduce by 20% the emissions of greenhouse gases, to increase by 20% the share of renewable energy and to decrease by 20% the primary energy use. In an attempt to harmonize the design of the island’s energy system with the policy proposed by the European Union and adopted by the governments of European countries a number of alternative energy scenarios have been proposed. More specifically, the main purpose of this study is to select the most appropriate of the proposed alternative scenarios, which will be implemented aiming both to reduce dependence on fossil fuels and generally on energy imports and to achieve energy efficiency using as support base the exploitation of the opportunities offered generously by the very nature to humans. Within this framework we propose the development of a new energy network for the island that promotes the penetration of renewable energy sources,particularly wind and solar, in an effort to reduce the emissions of pollutants into the atmosphere while significant reduction in total expenditure is sought including the costs of investment, maintenance and operation. This study consists of six main parts. The first part is the introduction which refers to the problems the existing energy grid of the island faces, the modernization need of the network and the potentials offered by new technologies. The second part contains a description of the actual reality of the island, providing information about the geomorphological characteristics, population, climate and employment sectors of the inhabitants. The third part informs us about the existing infrastructures for solid and liquid waste. Particular emphasis is given on the presentation of the existing energy system of the island and the energy produced to cover the energy requirements which arise. The fourth part deals with the technologies of wind and photovoltaic describing with many details their main characteristics and various assistive technologies that are necessary for their proper functioning. The fifth part treats to estimate the growth of the population, the amount of waste will be generated in 2020 and furthermore is made an attempt to forecast energy needs for the year 2020 on the island of Samos through the use of an energy model. In the sixth and final part of the study are presented the proposed five energy scenarios for the energy system of the island planning, a mathematical model that helps to elevate the optimal scenario and finally follows the presentation of the study results and the conclusions reached.