της Μαίρης Λαμπροπούλου,

Με τα σημάδια της κλιματικής αλλαγής να είναι πλέον ορατά, αναζητούνται τρόποι να προφυλάξουμε όσο γίνεται το περιβάλλον. Κυριότερο στόχο αποτελεί η μείωση των εκπομπών CO2, του αερίο που κατά κύριο λόγο είναι υπεύθυνο για το φαινόμενο του θερμοκηπίου και την αύξηση της θερμοκρασίας. Στις λύσεις που προτείνονται για να επιτευχθεί αυτό, είναι να σταματήσει η χρήση υδρογονανθράκων. Όμως, κατά πόσο αποτελεί η ιδέα αυτή εφικτή και βιώσιμη λύση;

Οι υδρογονάνθρακες, είναι οργανικές ενώσεις που περιέχουν άτομα υδρογόνου και ένα ή περισσότερα άτομα άνθρακα. Αποτελούν τα κύρια συστατικά του πετρελαίου και του φυσικού αερίου. Η παραγωγή ενέργειας αποτελεί την πιο γνωστή και κυριότερη χρήση των υδρογονανθράκων.  Το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο αποτελούν τα 2/3 της ενέργειας που χρησιμοποιούμε και αν υπολογίσουμε και την καύση άνθρακα τότε φτάνουμε στο 90%.

Το αργό πετρέλαιο στις διάφορες μορφές του ύστερα από επεξεργασία (μαζούτ, πετρέλαιο κίνησης, βενζίνη, κηροζίνη κτλ), αλλά και το φυσικό αέριο επιτρέπουν τόσο την μετακίνησή την δική μας, όσο και των προϊόντων που χρησιμοποιούμε στην καθημερινότητα μας, όπως για παράδειγμα τα τρόφιμα. Σύμφωνα με έρευνα που έγινε το 2012 από τον οργανισμό International Energy Agency, σε παγκόσμια κλίμακα το 63,7%  του πετρελαίου, και ειδικότερα του αργού πετρελαίου, που παράγουμε χρησιμοποιείται για τις μεταφορές. Το ποσοστό αυτό δικαιολογείται, αφού το 95% των μέσων μεταφοράς χρησιμοποιούν προϊόντα πετρελαίου. Εξαιρούνται κυρίως οι σιδηρόδρομοι που έχουν ως κύρια πηγή ενέργειας τον ηλεκτρισμό.

Ο κυριότερος λόγος που το πετρέλαιο κυριαρχεί στις μεταφορές είναι πως προτιμάται λόγω του χαμηλότερου κόστους.  Αυτό μεταφράζεται στη σχετική ευκολία αποθήκευσης των καυσίμων αυτών, την ευκολία να τα προμηθευτούμε, αλλά και στην μεγαλύτερη απόδοση που έχουν (ιδιαίτερα η βενζίνη) σε σχέση με εναλλακτικά καύσιμα. Το πεπιεσμένο φυσικό αέριο, (CNG) από την άλλη, χρησιμοποιείται ευρέως για βαρέα οχήματα που ταξιδεύουν εκτεταμένα και αντιστοιχούσε στο 4% της χρήσης καυσίμων στις μεταφορές το 2015.

Αν θέλουμε μεταφορές χωρίς υδρογονάνθρακες, ο πιο δημοφιλής τρόπος είναι η ηλεκτρική ενέργεια. Τα ηλεκτρικά οχήματα αποθηκεύουν ηλεκτρική ενέργεια στην μπαταρία τους για να τροφοδοτήσουν τον ηλεκτροκινητήρα. Τα κύρια εμπόδια για την ανάπτυξη των ηλεκτρικών αυτοκινήτων είναι η έλλειψη συστημάτων αποθήκευσης, ικανών να προσφέρουν απόδοση οδήγησης κοντά σε εκείνη των συμβατικών οχημάτων. Αυτό συμβαίνει λόγω της  χαμηλής ενεργειακής ισχύος των μπαταριών που καθιστά το ηλεκτρικό αυτοκίνητο λιγότερο ανταγωνιστικό από τους κινητήρες εσωτερικής καύσης που χρησιμοποιούν βενζίνη. Φυσικά, η τεχνολογία βελτιώνεται διαρκώς, γι’ αυτό και μειώνεται συνεχώς και το κόστος των ηλεκτροκίνητων οχημάτων.

Ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιούν και τα οχήματα που κινούνται με υδρογόνο. Η διαφορά είναι πως εδώ το όχημα αντλεί ενέργεια χρησιμοποιώντας μια κυψέλη καυσίμου που τροφοδοτείται με υδρογόνο, αντί να αντλεί ηλεκτρική ενέργεια από μια μόνο μπαταρία. Όταν το υδρογόνο δεν εξάγεται από τους υδρογονάνθρακες, μπορεί να παραχθεί με ηλεκτρόλυση του νερού. Η καύση υδρογόνου είναι αποδοτικότερη από την βενζίνη και έχει σχεδόν μηδενικούς ρύπους.Το πρόβλημα εδώ είναι το μεγάλο κόστος στην παραγωγή του υδρογόνου και την μεταφορά του αλλά και η δυσκολία στην κατασκευή αποθηκευτικού χώρου μιας και απαιτεί δεξαμενή αποθήκευσης πολύ χαμηλής θερμοκρασίας και πολύ υψηλής πίεσης, προσθέτοντας βάρος και όγκο σε ένα όχημα.

Τα καύσιμα που δεν απαιτούν ιδιαίτερες μετατροπές στον κινητήρα είναι τα βιοκαύσιμα. Μιλάμε κυρίως για την αιθανόλη, τη μεθανόλη και το βιοντίζελ που προέρχονται από καλαμπόκι, ζαχαροκάλαμο, φύκια και άλλες φυτικές καλλιέργειες. Η παραγωγή του όμως είναι μικρή γιατί συγκρούεται και με τη χρήση της γης για άλλου είδους καλλιέργειες, αλλά εξαρτάται πάντα και από παράγοντες που έχουν να κάνουν με τη βιωσιμότητα της καλλιέργειας. Επιπλέον, η ιδιότητα που έχουν τα συμβατικά καύσιμα, λόγω κυρίως προσθέτων, να αντέχουν σε πολύ χαμηλές ή πολύ ψηλές θερμοκρασίες δεν υφίσταται εξίσου και στα βιοκαύσιμα, τα οποία δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αυτές τις συνθήκες λόγω σύστασης. Για αυτό και συνήθως τα βιοκαύσιμα αναμιγνύονται με τα συμβατικά καύσιμα για να χρησιμοποιηθούν.

Ομοίως και για την ενέργεια που χρειαζόμαστε για οικιακή ή βιομηχανική χρήση, σε μεγαλύτερο ποσοστό χρησιμοποιούμε συμβατικές μεθόδους. Συγκεκριμένα, όπως φαίνεται και από τα στοιχεία της Eurostat για τις πηγές που χρησιμοποιούνται στην ΕΕ για οικιακή χρήση, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο αποτελούν συνολικά το 47,2%. Ακολουθεί ο ηλεκτρισμός και οι ανανεώσιμες πηγές. Ο ηλεκτρισμός προέρχεται κυρίως από καύση άνθρακα ή πυρηνικά εργοστάσια. Ο άνθρακας, αν και φθηνός, έχει μεγάλο αρνητικό αντίκτυπο στο περιβάλλον, ρυπαίνοντας αέρα και νερό αλλά και συμβάλλοντας στην παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας, αφού εκπέμπει με την καύση του οξείδια του άνθρακα και άλλες βλαβερές ουσίες (το 90% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες προέρχεται από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα).

Η πυρηνική είναι μια αμφιλεγόμενη πηγή ενέργειας. Αυτό συμβαίνει κυρίως λόγω των καταστροφικών αποτελεσμάτων που μπορεί να έχει αν δεν χρησιμοποιηθεί σωστά, αλλά και λόγω των ραδιενεργών αποβλήτων που προκύπτουν από την χρήση της. Γι’ αυτούς τους λόγους δεν είναι ιδιαίτερα δημοφιλής. Παρόλα αυτά, το ουράνιο, η βασική πρώτη ύλη στην πυρηνική ενέργεια, υπάρχει σε αφθονία στην γη και επίσης, έχει την δυνατότητα επανεπεξεργασίας και να επαναχρησιμοποιηθεί.

 Στην Αμερική ήδη οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, χρησιμοποιούνται σε μεγαλύτερο ποσοστό από τον άνθρακα για την παραγωγή ηλεκτρισμού.  Και αυτές όμως, έχουν να ανταγωνιστούν την σχετικά χαμηλή τιμή του πετρελαίου και του ΦΑ αλλά και την εμπειρία που έχουμε για το πως λειτουργούν οι πηγές αυτές λόγω της μακροχρόνιας χρήσης τους. Ο ανανεώσιμος ηλεκτρισμός δεν έχει χρησιμοποιηθεί αρκετά ακόμα ώστε να φτάσει τα οικονομικά επίπεδα των συμβατικών καυσίμων. Παρ’όλα αυτά, όσο μαθαίνουμε περισσότερα και αυξάνεται η εμπειρία μας πάνω στον τρόπο λειτουργίας τους, πιστεύεται πως θα μειωθεί το κόστος. Έτσι, θεωρητικά όσο αξιοποιούνται οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, θα διευκολύνεται η περαιτέρω οικονομική ανάπτυξη, καθώς το κόστος της ενέργειας θα μειώνεται. Το κυριότερο πρόβλημα είναι ότι επειδή κάποιες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας εξαρτώνται από την φύση (ηλιακή, αιολική) δεν μπορούν να έχουν απόδοση όλο τον χρόνο. Συγκεκριμένα, το 2017, οι ανεμογεννήτριες λειτουργούσαν σε πλήρη δυναμικότητα κατά το 37% του έτους και αντίστοιχα, οι ηλιακές εγκαταστάσεις κατά το 27,92% του έτους. Συγκριτικά, οι εγκαταστάσεις άνθρακα λειτουργούσαν κατά το 54%, οι μονάδες φυσικού αερίου 55%, και τα πυρηνικά εργοστάσια το 92% του χρόνου.

Ακόμα όμως και αν καταφέρουμε να καλύψουμε τις ενεργειακές ανάγκες μας με άλλες πηγές ενέργειας πέρα από το πετρέλαιο και το ΦΑ, οι υδρογονάνθρακες είναι πηγή δεκάδων πετροχημικών προϊόντων που μετατρέπονται σε ευπροσάρμοστα και αξιόλογα υλικά για τη σύγχρονη ζωή. Συγκεκριμένα, από λιπαντικά για αυτοκίνητα, άσφαλτο για δρόμους, πίσσες για στέγες, κεριά για συσκευασία τροφίμων, πλαστικά σε οποιαδήποτε μορφή, μέχρι χρώματα, παρασιτοκτόνα, απορρυπαντικά και φάρμακα. Κατ’ επέκταση, πολλά από τα μηχανικά και άλλα μέρη  που χρησιμοποιούνται για να κατασκευαστούν οι εναλλακτικές πηγές προέρχονται από υδρογονάνθρακες.

Μεγαλύτερο πρόβλημα αποτελούν τα χημικά αφού αυτά είναι ιδιαίτερα δύσκολο να παρασκευαστούν και  μέχρι στιγμής οι νέοι τρόποι είναι ακριβότεροι. Επιστήμονες έχουν ξεκινήσει ήδη να την προσπάθεια να παραχθούν αυτά τα χημικά με άλλους καινοτόμους τρόπους.  Από startups, όπως η Opus 12 που μετατρέπουν ηλεκτρόνια σε χημικά, μέχρι τη Siemens που έχει κατασκευάσει μηχανήματα που διασπούν με ηλεκτρισμό το νερό σε Ο2 και Η2. Ακόμα και πετρελαϊκές όπως η Chevron και η Shell εξετάζουν τρόπους να παράγουν καύσιμα από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας .

Η παραγωγή χημικών μέσω τέτοιων διαδικασιών δεν είναι πρωτόγνωρη στη βιομηχανία. Για παράδειγμα, ήδη με την χρήση ηλεκτρικής ενέργειας, εκκαμινεύοντας αλουμίνιο από βωξίτη με την προσθήκη άλατος και ηλεκτρολυτών, παραγεται χλώριο. Ομοίως, με την προσθήκη ηλεκτρονίων μπορούμε να παράγουμε πολλές από τις ενώσεις που χρειαζόμαστε. Αυτό που μένει είναι να μπορούμε να το κάνουμε και οικονομικά.

Όπως βλέπουμε λοιπόν, την συγκεκριμένη στιγμή θα προκύψουν πολλά αρνητικά και δυσκολίες αν εγκαταλείψουμε το πετρέλαιο καθώς και θα αλλάξει δραματικά ο τρόπος ζωής μας. Το πετρέλαιο έχει αλλάξει την ποιότητα αλλά και την εξέλιξη της ανθρώπινης ζωής από τότε που εμφανίστηκε, μέσω των ευκολιών που μας έδωσε αλλά και μειώνοντας το κόστος ζωής. Πολύ πιθανό χωρίς αυτό ο πολιτισμός μας να μην είχε αναπτυχθεί τόσο πολύ σε τόσο μικρό χρονικό διάστημα. Παρόλα αυτά το πετρέλαιο απειλεί να καταστρέψει μέσω της κλιματικής αλλαγής αυτόν τον ίδιο πολιτισμό. Για αυτό ίσως η καλύτερη εναλλακτική μέχρι να προσαρμόσουμε τον τρόπο ζωής μας σε έναν πλανήτη χωρίς υδρογονάνθρακες, είναι να βρούμε τρόπους να είναι λιγότερο εχθρικοί προς το περιβάλλον και όχι να τους αποκλείσουμε από το μέλλον εντελώς. Η προσαρμογή αυτή πρέπει να υπάρξει ούτως ή άλλως αφού δεν μπορούμε να αποφύγουμε την παύση χρήσης των υδρογονανθράκων. Άλλωστε είναι ένας πόρος που εξαντλείται.

Βιβλιογραφία:

  • Benetto Cristofani. (2019). [illustration] The artists of Salzman International | Illustration Agency: Benedetto Cristofani illustration portfolio. [online] Available here[Accessed 11 Dec. 2019]
  • Francis A. Carey. (2018). “Hydrocarbon”. Encyclopedia Britannica, inc.: Encyclopaedia Britannica (2019) [online] Available here [Accessed 11 Dec. 2019]
  • iadc.org. (2019). “Value of Hydrocarbons”. Drillingmatters.iadc.org. [online] Available here [Accessed 11 Dec. 2019]
  • Hallett S., Wright J. (2011). “Imagining a world without oil”. The Washington Post: Washingtonpost.com, 11 April (2019). [online] Available here[Accessed 11 Dec. 2019]
  • International Energy Agency. (2014). “Key world energy statistics”. International Energy Agency (IEA), France. [online] Available here [Accessed 11 Dec. 2019]
  • Rodrigue J.P. (2019). “Transportation and Energy”. The Geography of Transport Systems: transportgeography.org. [online] Available here [Accessed 11 Dec. 2019]
  • energy.gov. (2019). “How Do Fuel Cell Electric Vehicles Work Using Hydrogen?”. US Department of Energy; Energy Efficiency & Renewable Energy; Alternative Fuels Data Center: Afdc.energy.gov. [online] Available here [Accessed 11 Dec. 2019]
  • Nunez, C. (2019). “Biofuels, explained”. National Geographic: Nationalgeographic.com. 15 July. [online] Available here [Accessed 11 Dec. 2019]
  • europa.eu. (2019). “Energy consumption in households”. Eurostat Statistics Explained; Energy: Ec.europa.eu. [online] Available here [Accessed 11 Dec. 2019]
  • org. (updated 2019). “Coal Power Impacts”. Union of Concerned Scientists: Uscusa.org. 09 July. [online] Available here [Accessed 11 Dec. 2019]
  • Debashree S. (updated 2019). “Nuclear Energy vs. Fossil Fuel”. Sciencing: sciencing.com. 02 September [online]. Available here [Accessed 11 Dec. 2019]
  • Norton, L.P. (2019). “A World Without Fossil Fuels Is Approaching. But You Might Not Live Long Enough to See It”. Barron’s: Barrons.com. 20 September. [online]. Available here [Accessed 11 Dec. 2019]
  • Kåberger, T. (2018). “Progress of renewable electricity replacing fossil fuels”. Science Direct: Sciencedirect.com. Chalmers University of Technology. [online]. Available here [Accessed 11 Dec. 2019]
  • Service, R. F. (2019). “Can the world make the chemicals it needs without oil?”. AAAS; Science; Chemistry: Sciencemag.org. doi:10.1126/science.aaz5517. 19 September. [online] Available here [Accessed 11 Dec. 2019]