Τα δύο τρίτα της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας καταναλώνονται στις μεταφορές και στις ενεργειακές ανάγκες των κτιρίων. Εξοικονομώντας ενέργεια που σπαταλιέται άδικα σε αυτούς τους τομείς κερδίζουμε χρήματα, προστατεύουμε το περιβάλλον και αφήνουμε σημαντικά αποθέματα άνθρακα και πετρελαίου για τα παιδιά μας. Η πρόσφατη έκθεση της Αμερικανικής Φυσικής Εταιρείας δείχνει ότι αυτό είναι εφικτό, και μάλιστα με λογικό κόστος.

Ο σημερινός βιομηχανικός πολιτισμός μας στηρίζεται στην άφθονη διαθέσιμη ενέργεια, η οποία με τη σειρά της παράγεται κατά κύριο λόγο από την καύση πετρελαίου και άνθρακα. Το αποτέλεσμα είναι δύο σημαντικά προβλήματα, που τα τελευταία χρόνια άρχισαν να αγγίζουν ολοένα περισσότερο τον μέσο πολίτη. Αφενός το κόστος της ενέργειας διαρκώς αυξάνεται, επειδή όλο και περισσότεροι άνθρωποι προσπαθούν να μοιραστούν την ίδια παραγωγή καυσίμων, η οποία μάλιστα αναμένεται να εξαντλήσει τα γνωστά αποθέματα σε λιγότερο από δύο γενιές. Αφετέρου τα προϊόντα της καύσης πετρελαίου και άνθρακα, κυρίως το διοξείδιο του άνθρακα, ενισχύουν το «φαινόμενο του θερμοκηπίου» στη Γη, με αποτέλεσμα την κλιματική αλλαγή που άρχισε ήδη να μας επηρεάζει σοβαρά. Η Αμερικανική Φυσική Εταιρεία (Αmerican Ρhysical Society) σχημάτισε μια επιτροπή για να προτείνει τρόπους αντιμετώπισης των παραπάνω προβλημάτων. Πριν από μερικές εβδομάδες η επιτροπή έδωσε στη δημοσιότητα την έκθεσή της, στην οποία προτείνεται η ελάττωση της κατανάλωσης από τα ιδιωτικά αυτοκίνητα και τα κτίρια. Ηδη ο εκλεγμένος πρόεδρος των ΗΠΑ Μπαράκ Ομπάμα αποφάσισε να υιοθετήσει τις προτάσεις της έκθεσης των αμερικανών φυσικών και να εφαρμόσει άμεσα στα κυβερνητικά κτίρια όσες από αυτές βασίζονται σε διαθέσιμη τεχνολογία.

Κτίρια μηδενικής ενέργειας
Οι ενεργειακές απαιτήσεις των κτιρίων συνεισφέρουν στις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα τόσο άμεσα όσο και έμμεσα. Αμεσα μεν από την καύση πετρελαίου και άνθρακα για τη θέρμανσή τους κατά τη διάρκεια του χειμώνα, έμμεσα δε για την ψύξη κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού αλλά και για τον φωτισμό, δραστηριότητες που καταναλώνουν ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο όμως με τη σειρά του παράγεται κατά κύριο λόγο από ορυκτά καύσιμα. Σύμφωνα με την επιτροπή, βραχυπρόθεσμος στόχος θα πρέπει να είναι ο περιορισμός της κατανάλωσης ενέργειας για θέρμανση και ψύξη, με την καλύτερη μόνωση των υπαρχόντων κτιρίων και την εγκατάσταση λεβήτων και κλιματιστικών μηχανημάτων καλύτερης απόδοσης, καθώς και ο περιορισμός της ενέργειας που καταναλώνεται για φωτισμό, με τη χρήση οικονομικών λαμπτήρων.

Τα μέτρα αυτά, που είναι λίγο- πολύ γνωστά και στη χώρα μας, αναμένεται να περιορίσουν τις ενεργειακές απαιτήσεις των κτιρίων κατά ένα ποσοστό μεταξύ 15% και 35%. Ωστόσο ο μακροπρόθεσμος στόχος είναι πολύ πιο ενδιαφέρων, μιας και προτείνει την κατασκευή κτιρίων που θα προκαλούν μηδενικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Συγκεκριμένα, η έκθεση διαπιστώνει ότι σε 20 χρόνια θα είναι εφικτή η κατασκευή κτιρίων τα οποία χαρακτηρίζονται ως κτίρια μηδενικής ενέργειας (ΚΜΕ). Τα κτίρια αυτά θα καταναλώνουν συνολικά ενέργεια κατά 70% λιγότερη από τα σημερινά, το δε υπόλοιπο 30% των ενεργειακών αναγκών τους θα καλύπτεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και όχι από ορυκτά καύσιμα. Μια τέτοια εξέλιξη θα μείωνε μακροπρόθεσμα, όταν θα είχε προχωρήσει η αντικατάσταση των συμβατικών κτιρίων με ΚΜΕ, τις παγκόσμιες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα κατά περίπου 35%, όση δηλαδή είναι η συμμετοχή της οικοδομής στην παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας.

Αλλες από τις δεκάδες τεχνολογικές λύσεις που προτείνει η Επιτροπή για τη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης είναι ώριμες και άλλες απαιτούν περαιτέρω έρευνα, μερικές μάλιστα είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσες. Κατ΄ αρχήν στην έκθεση επισημαίνεται ότι από τη θερμότητα, που παράγεται από την καύση ορυκτών καυσίμων, μόνο το 30% μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Το υπόλοιπο 70% αποβάλλεται στην ατμόσφαιρα μέσω πύργων ψύξης (οι γνωστές κοντόχοντρες κατασκευές των εργοστασίων της ΔΕΗ, που θυμίζουν φουγάρα). Μία από τις ενδιαφέρουσες προτάσεις της επιτροπής είναι η τοπική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε κάθε κτίριο με καύσιμο φυσικό αέριο, οπότε το 70% της θερμότητας που χάνεται μπορεί να χρησιμοποιείται για θέρμανση ή μαγείρεμα. Επίσης προτείνεται η ψύξη των κτιρίων μέσω εξάτμισης πτητικών υγρών, η κατασκευή «δροσερών» οροφών, που ανακλούν την υπέρυθρη ακτινοβολία, και η προώθηση της «παθητικής» θέρμανσης και ψύξης με την εκμετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας. Ο φωτισμός των κτιρίων την ημέρα μπορεί να επιτευχθεί με φωταγωγούς οροφής. Πιο «εξωτική» πρόταση είναι η θερμομόνωση των κτιρίων με χρήση υλικών νανοτεχνολογίας που έχουν ρυθμιζόμενη θερμοπερατότητα, έτσι ώστε να αφήνουν τη βραδινή δροσιά να περάσει, αλλά να εμποδίζουν τη ζέστη της ημέρας! Τέλος, αναμένεται εξοικονόμηση ενέργειας και από τη βελτίωση της απόδοσης των οικιακών ηλεκτρικών συσκευών. Για παράδειγμα, τα ηλεκτρικά ψυγεία σήμερα καταναλώνουν μόλις το 1/5 της ενέργειας που κατανάλωναν πριν από 35 χρόνια και κοστίζουν φθηνότερα από τότε!

Αυτοκίνητα:
το βάρος μετράει
Η Επιτροπή διαπιστώνει ότι η υπάρχουσα τεχνολογία στις μπαταρίες και στα ενεργειακά στοιχεία (fuel cells) δεν είναι ώριμη για να αποτελέσει τη βασική πηγή ενέργειας των αυτοκινήτων στο ορατό μέλλον. Επιπλέον, το ρεύμα με το οποίο φορτίζονται οι μπαταρίες θα πρέπει να παράγεται σε εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, όπου η απόδοση, όπως ήδη αναφέρθηκε, είναι μόλις 30%. Η χρήση του υδρογόνου ως καύσιμου υλικού έχει επίσης σοβαρά προβλήματα, τόσο παραγωγής όσο και διανομής. Η μεν παραγωγή του υδρογόνου σήμερα δεν είναι οικονομικά ελκυστική, η δε διανομή του θα απαιτήσει σημαντικές επενδύσεις. Επομένως, για να γίνει δυνατή η ευρεία χρήση αυτών των τεχνολογιών, θα απαιτηθεί η χρηματοδότηση αντίστοιχων ερευνητικών προγραμμάτων. Για τις προσεχείς δεκαετίες η επιτροπή επικεντρώνει τις προτάσεις της στη βελτίωση των γνωστών μηχανών εσωτερικής καύσης. Συγκεκριμένα, προβλέπει ότι με τη γνωστή σήμερα τεχνολογία η μέση κατανάλωση των βενζινοκίνητων επιβατηγών αυτοκινήτων θα έχει πέσει ως το 2020 στα 6,5 λίτρα/100 χιλιόμετρα και, αν αναζητηθούν νέες τεχνολογικές λύσεις, η κατανάλωση μπορεί ως το 2030 να κατέβει στα 4,5 λίτρα. Με την ευρύτερη διάδοση των υβριδικών και ντιζελοκίνητων αυτοκινήτων η κατανάλωση αναμένεται να βελτιωθεί ακόμη περισσότερο. Ενας άλλος στόχος είναι η μείωση του βάρους των αυτοκινήτων, αφού ελάττωση του βάρους κατά 20% επιτυγχάνει μείωση της κατανάλωσης κατά 14%. Μένει να δούμε αν θα υπάρξουν κίνητρα που θα κατευθύνουν τις αυτοκινητοβιομηχανίες και τις κατασκευαστικές εταιρείες προς τις κατευθύνσεις που προτείνει η αμερικανική επιτροπή.

Ο κ. Χάρης Βάρβογλης είναι καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ.