Τα ορυκτά καύσιμα εξακολουθούν να αντιπροσωπεύουν το 80% του συνολικού ενεργειακού εφοδιασμού στον κόσμο (στην Ισπανία 72,4% το 2022), με το πετρέλαιο και τον άνθρακα να σπάνε ρεκόρ κατανάλωσης. Οι ανεπτυγμένες χώρες πρέπει να ηγηθούν της μετάβασης σε μια οικονομία χωρίς εκπομπές επικυρώνοντας και βελτιστοποιώντας βιώσιμες τεχνολογίες που επιτρέπουν την επιθυμητή απαλλαγή από τον άνθρακα. Με τη σειρά τους, οι εταιρείες που σχετίζονται με τον τομέα του νερού έχουν υποχρέωση να το πράξουν γίνετε μέρος της λύσης χάρη στην πηγή ενέργειας που αντιπροσωπεύει τον αστικό κύκλο του νερού. Ηλεκτρικές και θερμικές kWh μπορούν να εξαχθούν από το συνδυασμός νερού-ενέργειας μέσω ανανεώσιμων αερίων που αναμφίβολα θα καταφέρει να κάμψει την καμπύλη χρήσης ορυκτών καυσίμων, που μέχρι τώρα ήταν πάντα αυξανόμενη. Για να μιλήσουμε για το ρόλο των εταιρειών ύδρευσης σε αυτόν τον τομέα, μιλήσαμε με τον Miguel Ángel Gálvez García, αναπληρωτή διευθυντή Καθαρισμού και Περιβάλλοντος του Καναλιού Isabel II.
Η ανάπτυξη της αγοράς ανανεώσιμων πηγών αερίου επιταχύνεται με ταχείς ρυθμούς τόσο στην Ευρώπη όσο και σε εθνικό επίπεδο. Ποιες είναι οι δυνατότητες του τομέα του νερού στην παραγωγή πράσινων αερίων όπως το βιομεθάνιο ή το ανανεώσιμο υδρογόνο;
Οι δυνατότητες είναι τεράστιες για όλους τους τύπους ανανεώσιμων αερίων, είτε είναι βιολογικής προέλευσης όπως το βιομεθάνιο είτε μη βιολογικής προέλευσης όπως το πράσινο υδρογόνο. Καθώς πλησιάζει το 2030, η ανάγκη δέσμευσης για τα ανανεώσιμα αέρια θα είναι επείγουσα, για δύο λόγους: για να είναι δυνατή η απαλλαγή από τον άνθρακα διεργασίες που δεν ηλεκτροδοτούνται (στην Ισπανία μόνο το 22,5% της ενέργειας που καταναλώνεται είναι ηλεκτρική, πολλά απομένουν να ηλεκτροδοτηθούν) και για να εξισορροπηθούν η λειτουργία του ηλεκτρικού συστήματος που απαιτεί ολοένα και περισσότερο συσσωρεύσιμη και εφεδρική ενέργεια που αποσύρει ή παρέχει ηλεκτρική ενέργεια ανάλογα με τις μεταβλητές ατμοσφαιρικές συνθήκες. Η αυξανόμενη διείσδυση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που λειτουργούν κατά διαστήματα (αιολική, φωτοβολταϊκή και υδραυλική) στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας καθιστά το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας ασταθές.
Δυστυχώς, το 2022 δεν ήταν μια καλή χρονιά για τη μείωση των εκπομπών είτε σε παγκόσμιο είτε σε εγχώριο επίπεδο.
Σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας, βρισκόμαστε στο αποκορύφωμα των εκπομπών CO2 στον κόσμο, με αύξηση 0,9%, μέχρι το ιστορικό ρεκόρ των 36,8 γιγατόνων. Η παγκόσμια κατανάλωση άνθρακα, μη ευαίσθητη στις κλιματικές καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, έχει σπάσει όλα τα ρεκόρ κατανάλωσης, με αύξηση 3,3% σε τόνους που καίγονται και η κατανάλωσή του αναμένεται να συνεχίσει να αυξάνεται το 2023. Το ίδιο συμβαίνει και με το πετρέλαιο, το οποίο ήδη καταγράφει κατανάλωση ρεκόρ πάνω από 100 εκατομμύρια βαρέλια την ημέρα.
Ακόμη και σε εθνικό επίπεδο τα νούμερα δεν ήταν καλά. Το 2022, οι εκπομπές CO2 που σχετίζονται με την εθνική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας έφτασαν τους 44,4 εκατομμύρια τόνους, 23,8% περισσότερο από το 2021. Η νέα δυναμικότητα που εγκαταστάθηκε το 2022 από αιολικά και φωτοβολταϊκά δεν κατάφερε να αντιμετωπίσει την κατάρρευση της υδροηλεκτρικής παραγωγής λόγω ξηρασίας.
Ως εκ τούτου, δεδομένων των όσων συνέβησαν το 2022, το δυναμικό ανάπτυξης των ανανεώσιμων αερίων από τον τομέα των λυμάτων είναι πολύ σημαντικό, καθώς η ανάγκη προσθήκης όλων των λύσεων θα επιδεινώνεται ολοένα και περισσότερο. Η εγκατάλειψη της ορυκτής ενέργειας θα αφήσει ένα πολύ μεγάλο κενό το οποίο θα πρέπει να καλυφθεί με εναλλακτικές πηγές. Ως εκ τούτου, τα ανανεώσιμα αέρια θα διαδραματίσουν μεγάλο ρόλο.
«Το δυναμικό είναι τεράστιο για όλους τους τύπους ανανεώσιμων αερίων, είτε είναι βιολογικής προέλευσης όπως το βιομεθάνιο είτε μη βιολογικής προέλευσης όπως το πράσινο υδρογόνο».
Λαμβάνοντας υπόψη τις μεγάλες δυνατότητες του τομέα των υδάτων, ειδικά στον τομέα της επεξεργασίας και καθαρισμού, ποιο είναι το όραμα του Canal de Isabel II σχετικά με την ανάπτυξή του;
Χωρίς αμφιβολία, αποφασιστική δέσμευση για την ανάπτυξη και γενίκευσή του. Από τη δεκαετία του 1980, το βιοαέριο παράγεται στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας που διαχειρίζεται η Canal. Αυτήν τη στιγμή έχουμε ετήσια παραγωγή άνω των 50 εκατομμυρίων m3 βιοαερίου, από την οποία λαμβάνουμε πρακτικά 100 GWh ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και 0 km ηλεκτρικής ενέργειας. γραμμή μέσω μεσόφιλης αναερόβιας χώνευσης. Με έναν στόλο 68 χωνευτών που ισοδυναμούν με 335.000 m3, έχουμε επαρκή εγκατεστημένη χωρητικότητα για να συνεχίσουμε να αυξάνουμε την παραγωγή βιοαερίου μέσω της συνχώνευσης. Σκοπεύουμε επίσης να αυξήσουμε τη χρήση βιοαερίου που παράγεται για μονάδες με ημερήσια παραγωγή μικρότερη από 2.000 m3/ημέρα, το όριο πάνω από το οποίο οι κινητήρες εσωτερικής καύσης αρχίζουν να γίνονται πολύ μεγάλες. Αυτές οι εγκαταστάσεις εξακολουθούν να χρησιμοποιούν βιοαέριο στους λέβητες και το πλεόνασμα στις φωτοβολίδες. Η αξιοποίηση αυτών των kW που στο κανάλι αντιπροσωπεύουν περίπου το 15% του παραγόμενου βιοαερίου αποτελεί προτεραιότητα.
Εικόνα 1. Τις κεντρικές ώρες της ημέρας κυριαρχεί η παραγωγή φωτοβολταϊκών, με αποτέλεσμα να μηδενίζεται η ηλεκτρική ενέργεια. Αποθαρρύνει τις νέες επενδύσεις στο μέλλον γιατί δεν υπάρχει απόδοση επένδυσης. Το πράσινο υδρογόνο μας επιτρέπει να αποφύγουμε αυτήν την ολοένα και πιο κοινή κατάσταση στην Ισπανία. Πηγή: California Independent System Operator (CAISO)
Αρχική εικόνα: https://www.eia.gov/todayinenergy/images/2023.06.21/main.svg
Από τομεακή σκοπιά, ποια προσέγγιση πρέπει να ακολουθήσει η βιομηχανία νερού για την ανάπτυξη ανανεώσιμων αερίων; Ποια είναι τα κύρια εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν;
Χωρίς αμφιβολία, είμαστε μέρος της λύσης στα προβλήματα που ανέφερα στην πρώτη ερώτηση, Είμαστε σε θέση να παράγουμε ανανεώσιμη ενέργεια υψηλότερης ποιότητας από τις διαλείπουσες ανανεώσιμες πηγές, καθώς είναι διαχειρίσιμη.
Για τα ανανεώσιμα αέρια βιολογικής προέλευσης, το κύριο εμπόδιο είναι ο προσωρινός χαρακτήρας των σημερινών εγκαταστάσεων. Με την οδηγία 91/271 υπό αναθεώρηση και τα υδρολογικά σχέδια λεκάνης απορροής που εγκρίθηκαν τον περασμένο Φεβρουάριο, είναι απαραίτητο να δούμε ξανά την ίσαλο γραμμή, σχεδιάζοντας τεράστιες επενδύσεις για την περαιτέρω αξιολόγηση των παραμέτρων απόρριψης, ιδίως άζωτο κάτω από 7 mg/l, φώσφορο χαμηλότερο από 0,5 mg/l και αμμώνιο λιγότερο από 1 mg/l. Οι επενδύσεις αυτές, εκτός από τον εξοπλισμό, απαιτούν νέες καταλήψεις γης που σε ορισμένες περιπτώσεις θα επηρεάσουν τη γραμμή λάσπης, καταναλώνοντας διαθέσιμο χώρο για την κατασκευή, για παράδειγμα, εκσυγχρονίζω. Επιπλέον, με αυτά τα νέα όρια, οι επιστροφές πηγών υπερβολικά φορτωμένων με θρεπτικά συστατικά μπορεί να αντιπροσωπεύουν θανάτωση στην ίσαλο γραμμή, πράγμα που σημαίνει καραντίνα των συν-πέψεων. Η τελευταία θα απαιτήσει πολύ αυστηρές επεξεργασίες επιστροφής στην πηγή, εάν η επίτευξη των νέων περιβαλλοντικών στόχων είναι συμβατή με την ενεργειακή αυτάρκεια του αστικού υδάτινου κύκλου.
Όσον αφορά τα ανανεώσιμα αέρια μη βιολογικής προέλευσης, το σημαντικότερο εμπόδιο είναι η απουσία αγοράς υδρογόνου και η ανωριμότητα των τεχνολογιών. Πρωτοποριακά έργα και τρακτέρ όπως αυτό που εφαρμόζει το Canal de Isabel II στη μονάδα επεξεργασίας Arroyo Culebro Cuenca Media μας επιτρέπουν να ξεκινήσουμε τη δημιουργία μιας αγοράς στη Μαδρίτη και να συγκρίνουμε τεχνολογίες τόσο για την παραγωγή όσο και για τη χρήση του μορίου, για την παραγωγή μεθανόλης , αμμωνία και μεθάνιο. είτε για έγχυση στο δίκτυο διανομής φυσικού αερίου.
Τι αξία έχει η χρήση και η αξιοποίηση του βιοαερίου στον κλάδο;
Το σχέδιο αναθεώρησης της Οδηγίας 91/271 αναφέρει ότι το 2030, το 50% της συνολικής ενέργειας που χρησιμοποιείται από μονάδες επεξεργασίας άνω των 10.000 εκταρίων θα πρέπει να είναι ανανεώσιμης πηγής και έως το 2040 οι μονάδες επεξεργασίας σε εθνικό επίπεδο θα πρέπει να είναι ενεργειακά αποδοτικές ουδέτερες . Οποιαδήποτε προσέγγιση που επιδιώκει να συμμορφωθεί με το άρθρο 11 του εν λόγω σχεδίου συνεπάγεται αναπόφευκτα τη χρήση και την αξιοποίηση του βιοαερίου.
Το Canal de Isabel II πέτυχε αυτόν τον στόχο έως το 2030 στις μεγαλύτερες μονάδες επεξεργασίας χάρη στη χρήση βιοαερίου. Τα φυτά μικρότερα από 70.000 εκτάρια είναι αυτά που πρέπει να ξανασκεφτούν τη γραμμή λάσπης για να επιτύχουν αυτή τη βαθμολογία.
Το Canal de Isabel II έχει πολλά μεγάλα έργα παραγωγής βιομεθανίου από βιοαέριο που παράγεται στην επεξεργασία λυμάτων. Θα μπορούσατε να μας πείτε για αυτό;
Όπως ακριβώς θέλουμε να κάνουμε τώρα με το πράσινο υδρογόνο, τα τελευταία πέντε χρόνια συγκρίναμε τις κύριες τεχνολογίες που κυκλοφορούν στην αγορά για την παραγωγή βιομεθανίου, καθώς και τις χρήσεις τους. Έχουμε δοκιμάσει και επαληθεύσει τρεις τεχνολογίες για τη δέσμευση CO2 από το βιοαέριο: συνέργειες, πιθανά και αδύναμα σημεία: χρήση ζεόλιθων, με πλύση με πρωτογενές νερό και διήθηση μέσω επιλεκτικών μεμβρανών. Σε όλα έχουν εγκατασταθεί πρατήρια καυσίμων και έχει παρασχεθεί καύσιμο για να αντισταθμιστεί ο πλούτος που αποκτάται στο βιομεθάνιο. Αυτήν τη στιγμή έχουμε ένα μόνιμο πρατήριο καυσίμων εγκατεστημένο στο εργοστάσιο καθαρισμού Viveros, το οποίο τροφοδοτεί τον στόλο των οχημάτων του Canal με βιομεθάνιο, που λαμβάνεται εδώ από επιλεκτικές μεμβράνες.
“Πρωτοποριακά έργα και τρακτέρ όπως αυτό που κατασκευάζει το Canal de Isabel II στη μονάδα επεξεργασίας Arroyo Culebro Cuenca Media μας επιτρέπουν να ξεκινήσουμε τη δημιουργία μιας αγοράς στη Μαδρίτη και να συγκρίνουμε τεχνολογίες τόσο για την παραγωγή όσο και για τη χρήση υδρογόνου .”
Το Canal de Isabel II σημειώνει πρόοδο στην ανάπτυξη μιας πρωτοποριακής μονάδας πράσινου υδρογόνου που παράγεται από ανακυκλωμένο νερό στη μονάδα επεξεργασίας Arroyo Culebro Cuenca Media Alta. Ποιες πτυχές αυτής της πρωτοβουλίας ξεχωρίζουν;
Πρόκειται για ένα πρωτοποριακό φυτό, αφού η πρώτη ύλη που θα χρησιμοποιήσει για την παραγωγή υδρογόνου θα είναι το αναγεννημένο νερό. Δεν θέλουμε να αναπαράγουμε τα σοβαρά λάθη που έγιναν με τα βιοκαύσιμα, όπου η επισιτιστική ασφάλεια έχει τεθεί σε κίνδυνο υπέρ της ενεργειακής ασφάλειας. Όπως δεν έχει νόημα η παραγωγή βιοκαυσίμων από τρόφιμα (ζαχαροκάλαμο, καλαμπόκι, σόγια, ελαιοκράμβη…), δεν έχει νόημα η παραγωγή υδρογόνου από νερό που παρέχει ο άνθρωπος.
Από την άλλη πλευρά, η ενέργεια που θα χρησιμοποιήσουμε για να σπάσουμε το μόριο του νερού θα είναι ανανεώσιμη ενέργεια που προέρχεται από ένα ενεργειακό μείγμα: φωτοβολταϊκά και συμπαραγωγή βιοαερίου που θα επιτρέψει στην ηλεκτρόλυση να λειτουργήσει πέρα από τις 1.700 ώρες κατά τις οποίες ο ήλιος λάμπει στην Κοινότητα από Μαδρίτη.
«Η μελλοντική χρήση του υδρογόνου είναι ένα από τα κλειδιά για το καινοτόμο έργο που θα αναπτύξουμε στη μονάδα επεξεργασίας Arroyo Culebro Cuenca Media Alta».
Ένα από τα κλειδιά του έργου είναι η μελλοντική χρήση του υδρογόνου. Θέλουμε να καταπολεμήσουμε τη βιωσιμότητα όλων των πιθανών προορισμών και είναι θεμελιώδες, δεδομένης της ανάγκης για ταχέως βιοαποδομήσιμο υλικό που θα χρειαστούν τα φυτά για να συμμορφωθούν με την εξάλειψη του αζώτου που προτείνουν τα νέα υδρολογικά σχέδια και η προτεινόμενη οδηγία, είναι λαμβάνετε μεθανόλη από το παραγόμενο υδρογόνο, μετατρέποντας τις εγκαταστάσεις καθαρισμού σε καταβόθρες CO2. Η διαδρομή μεθανόλης στην οποία ποντάρει και η τσιμεντοβιομηχανία. Η βιομηχανία ενέργειας ποντάρει περισσότερο στη διαδρομή της αμμωνίας για να επιτρέψει την κινητικότητά της με πλοίο.
Μπορεί αυτό το είδος έργου να αναπαραχθεί σε άλλες δομές;
Αναμφισβήτητα. Όπου υπάρχει ανακυκλωμένο νερό και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, μπορεί να αναπαραχθεί.
Τι θα δούμε στο μέλλον από το Canal de Isabel II στον τομέα των ανανεώσιμων αερίων;
Βρισκόμαστε στον δρόμο της αυτάρκειας τόσο σε ενέργεια όσο και σε ορισμένα απαραίτητα αντιδραστήρια για το δίκτυο ύδρευσης. Τα θερμικά, ηλεκτρικά και αντιδραστικά kW, όπως η μεθανόλη, εξαρτώνται από την παραγωγή αυτών των ανανεώσιμων αερίων για να συμμορφωθούν με τις άδειες απόρριψης στο τμήμα θρεπτικών ουσιών.
Αναμφισβήτητα, ενίσχυση των σταθμών επεξεργασίας λυμάτων ως βιώσιμων, αποδοτικών και απανθρακωμένων αστικών ταμιευτήρων.