Η αντλησιοταμίευση είναι μία διεθνώς διαδεδομένη μέθοδος μαζικής αποθήκευσης ενέργειας, ενώ αποτελεί πρακτική που εφαρμόστηκε για πρώτη φορά το 1890.
Σύμφωνα με τις προδιαγραφές της, είναι φιλική με το περιβάλλον και εγκαθίσταται εύκολα σε περιοχές όπου η γεωμορφολογία και η διαθεσιμότητα του νερού το επιτρέπει.
Παρατηρώντας το γενικότερο πλαίσιο, το Εθνικό Σχέδιο για την Ενέργεια και το Κλίμα (ΕΣΕΚ) της Ελλάδας, καθορίζει φιλόδοξους εθνικούς στόχους έως το έτος 2030. Συγκεκριμένα:
• Θέτει υψηλότερο στόχο μείωσης εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, για να γίνει δυνατή η μετάβαση σε μια οικονομία κλιματικής ουδετερότητας έως το έτος 2050.
• Αυξάνει το στόχο για διείσδυση των ΑΠΕ στην ακαθάριστη τελική κατανάλωση ενέργειας.
• Ενισχύει τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης, θέτοντας πιο φιλόδοξο στόχο εξοικονόμησης ενέργειας.
• Δρομολογεί τη δέσμευση για την απολιγνιτοποίηση του τομέα της ηλεκτροπαραγωγής, οδηγώντας σε ριζικό μετασχηματισμό του ενεργειακού τομέα.

Το ΕΣΕΚ προβλέπει, ότι, προκειμένου να αξιοποιηθεί ορθολογικά η συμμετοχή τους και να εξαλειφθούν οι περικοπές της παραγωγής τους, απαιτούνται υποδομές αποθήκευσης ενέργειας.
Η αντλησιοταμίευση Αμφιλοχίας, για την οποία γίνεται ειδική αναφορά και στο κείμενο του ΕΣΕΚ, αποτελεί βασική μονάδα αποθήκευσης αλλά και Μονάδα ενίσχυσης της επάρκειας ισχύος, κατά τη λειτουργία του όλου συστήματος ως υδροηλεκτρικού.

Στο κείμενο του ΕΣΕΚ αναφέρεται επίσης, η ανάγκη ενίσχυσης του συστήματος μεταφοράς και του δικτύου διανομής για τη βέλτιστη και χωρίς καθυστέρηση εγκατάσταση νέων έργων ΑΠΕ, καθώς και η αντιμετώπιση των φαινομένων κορεσμού του ηλεκτρικού δικτύου, προκειμένου να αντιμετωπισθούν οι επερχόμενες προκλήσεις.
Πρόκληση για την επόμενη δεκαετία αποτελεί η ανάπτυξη και η λειτουργία νέων κατηγοριών έργων ΑΠΕ με τεχνολογική καινοτομία, όπως τα θαλάσσια αιολικά πάρκα. Η έγκαιρη και ολοκληρωμένη ανάπτυξή τους θα δώσει νέα ώθηση προς ένα συνολικό σχέδιο βιώσιμου μοντέλου ανάπτυξης.

Τα έργα αντλησιοταμίευσης συμβάλλουν επίσης στη μείωση του ποσοστού ενεργειακής εξάρτησης, η οποία αποτελεί κίνδυνο όχι μόνο για τη χώρα μας όσο και για το σύνολο της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Η μείωση του ποσοστού ενεργειακής εξάρτησης αποτελεί έναν ακόμα σημαντικό στόχο ως προς τον μετασχηματισμό του εθνικού ενεργειακού συστήματος.
Το σύνολο της εγκατεστημένης ισχύος των σταθμών ΑΠΕ το 2030 θα είναι 38,086 GWh, εκ των οποίων τα αιολικά και φωτοβολταϊκά θα είναι 29,024 GWh, δηλαδή ποσοστό επί του συνόλου των ανανεώσιμων 76%, ενώ στην ακαθάριστη ενεργειακή τους παραγωγή το μερίδιο θα είναι 65,7%.

Συστήματα αντλησιοταμίευσης
Τα συστήματα αντλησιοταμίευσης προσομοιάζουν μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Η λειτουργία τους βασίζεται στην αποθήκευση της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας του νερού μέσω της άντλησής του από ταμιευτήρες χαμηλής στάθμης σε ταμιευτήρες υψηλότερης στάθμης. Αποτελούν την πιο ώριμη τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας, αφού λειτουργούν ανεξαρτήτως καιρικών φαινομένων.
Η χαμηλή τιμή ηλεκτρικής ενέργειας εκτός περιόδων αιχμής, χρησιμοποιείται συνήθως για τη λειτουργία των αντλιών. Σε περιόδους υψηλής ηλεκτρικής ζήτησης, το αποθηκευμένο νερό απελευθερώνεται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω στροβίλων.

Οι ταμιευτήρες που χρησιμοποιούνται είναι μικρότεροι σε μέγεθος από τους συμβατικούς και με μικρότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις, υπό την προϋπόθεση ότι χρησιμοποιείται τουλάχιστον ένας υφιστάμενος ταμιευτήρας. Η μονάδα αντλησιοταμίευσης μπορεί να mεκκινήσει σε λίγα μόλις λεπτά, παρέχοντας έτσι άμεσο ενεργειακό ανεφοδιασμό σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Τα αντλησιοταμιευτικά συστήματα επιτρέπουν την αποθήκευση ενέργειας από διαλείπουσες πηγές (όπως αιολική και ηλιακή) ή από την υπέρβαση παραγωγής ενέργειας από συνεχείς πηγές βασικού φορτίου (όπως άνθρακας ή πυρηνική), για χρήση της σε περιόδους υψηλότερης ζήτησης. Τα αντλησιοταμιευτικά αποτελούν σύστημα αποθήκευσης ενέργειας με μακράν τη μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας δικτύου και είναι η κυρίαρχή τεχνολογία αποθήκευσης.

Αρχικά η φιλοσοφία του σχεδιασμού των συστημάτων αυτών ήταν η βελτιστοποίηση της λειτουργίας των λιγνιτικών σταθμών με στόχο τη σταθεροποίηση της παραγόμενης ενέργειας, την αποδοτικότερη λειτουργία τους και τη μείωση των εκπομπών CO2. Τα συστήματα αντλησιοταμίευσης βρήκαν εφαρμογή σε δίκτυα με ισχυρά θερμικά φορτία στη βάση (πυρηνικές, ανθρακικές, λιγνιτικές μονάδες ή και μονάδες φυσικού αερίου συνδυασμένου κύκλου). Οι μονάδες αυτές υποχρεούνται να λειτουργούν τις νυκτερινές ώρες της μειωμένης ζήτησης με τα τεχνικά ελάχιστα και ως εκ τούτου η παραγωγή τους τις ώρες αυτές, συνδυάζεται ιδανικά για την άντληση όγκου νερού από την κάτω προς την άνω δεξαμενή. Κατά την διάρκεια των νυκτερινών ωρών αξιοποιείται το χαμηλό τιμολόγιο της καταναλισκόμενης για την άντληση ενέργειας.
Με τον τρόπο αυτό, η άνω δεξαμενή είναι σε ετοιμότητα για τη παραγωγή ενέργειας προς το δίκτυο μέσω του στροβίλου – γεννήτριας, κατά τις ώρες αιχμής, με υψηλή τιμή παραγόμενης ενέργειας. Παράλληλα, η έγχυση υδροηλεκτρικής παραγωγής εξασφαλίζει στο σύστημα σταθεροποίηση συχνότητας και άμεση ανταπόκριση σε απότομες μεταβολές της ζήτησης.

Τα τελευταία χρόνια, η χρήση αντλησιοταμιευτικών έχει συμβάλει αποφασιστικά στην ανάπτυξη συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας χαμηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Τα συστήματα αντλησιοταμίευσης παρέχουν στο ενεργειακό δίκτυο μεγαλύτερη ευελιξία και ισορροπία μέσω της υποστήριξης έναντι των αυξομειώσεων της παραγόμενης ενέργειας, καθιστώντας έτσι δυνατή την είσοδο ανανεώσιμων πηγών και επιταχύνοντας την «απανθρακοποίηση» του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας, εξασφαλίζοντας περισσότερη ασφάλεια και αποδοτικότητα στη μεταφορά και διανομή του ηλεκτρικού ρεύματος (μειώνοντας την πιθανότητα εμφάνισης απρογραμμάτιστων κυκλικών βρόγχων, συμφόρησης στο δίκτυο, εναλλαγών τάσης και συχνότητας), συμβάλλοντας έτσι στην σταθεροποίηση των τιμών αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας, και την εξασφάλιση του ενεργειακού εφοδιασμού.

Η αποθήκευση ενέργειας μέσω άντλησης αποτελεί την πλέον οικονομικά αποδοτική τεχνολογία διαθέσιμη σήμερα για την αποθήκευση ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα. Παρά τις υποσχόμενες εξελίξεις σε άλλες τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας, η αντλησιοταμίευση αποτελεί τη μόνη μέθοδο που υπόσχεται οικονομικά αποδεκτή αποθήκευση ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα. Επιπλέον, με περίπου 80% συντελεστή απόδοσης, οι μονάδες αντλησιοταμίευσης έχουν τον υψηλότερο βαθμό απόδοσης συγκρινόμενες με άλλες μονάδες παραγωγής ενέργειας.

Εφαρμογές στην Ελλάδα
Σήμερα στο Διασυνδεδεμένο Σύστημα της χώρας, είναι εγκατεστημένοι ήδη δύο μεγάλοι αντλησιοταμιευτικοί σταθμοί της ΔΕΗ Α.Ε. Ο ένας είναι της Σφηκιάς στον ποταμό Αλιάκμονα με κάτω ταμιευτήρα την τεχνητή λίμνη Ασωμάτων, και ο άλλος αυτός του Θησαυρού στον ποταμό Νέστο, με κάτω ταμιευτήρα την τεχνητή λίμνη Πλατανόβρυσης. Οι σταθμοί αυτοί τέθηκαν σε λειτουργία το 1985 και το 1996 αντίστοιχα. Η φιλοσοφία κατασκευής τους ως αντλησιοταμιευτικών ήταν ο συνδυασμός της λειτουργίας τους με τις λιγνιτικές μονάδες, οι οποίες αποτελούσαν τη βάση του ενεργειακού συστήματος και δεν είχαν δυνατότητες ευελιξίας, δηλαδή αυξομείωση της ισχύος τους. Κατά τις νυχτερινές ώρες μειωμένης ζήτησης, οι λιγνιτικές μονάδες αντί να μειώνουν την παραγωγή τους (τεχνικά και οικονομικά ασύμφορο), παρείχαν φθηνή ενέργεια στις αντλίες, οι οποίες μετέφεραν ποσότητα νερού από τις κάτω στις άνω δεξαμενές. Την ημέρα και τις ώρες υψηλής ζήτησης, η αποθηκευμένη ενέργεια αποδιδόταν ως υδροηλεκτρική ενέργεια υψηλής αξίας.

Η είσοδος του φυσικού αερίου στο ενεργειακό σύστημα που ξεκίνησε από τα μέσα της δεκαετίας του 1990, οδήγησε σε παύση εγκατάστασης νέων ΥΗΕ, με αποτέλεσμα να μην υπάρχουν στο σύστημα και πρόσθετα αντλησιοταμιευτικά έργα.
Η τεχνολογία των υδροηλεκτρικών (συμβατικών και αντλησιοταμιευτικών) έχει σαφώς ανταγωνιστικά χαρακτηριστικά έναντι του φυσικού αερίου και πλεονεκτεί στο μηδενικό κόστος καυσίμου. Η διάρθρωση του ελληνικού συστήματος με λιγνιτικούς σταθμούς, οι οποίοι, την τελευταία δεκαετία, επιβαρύνονται με υψηλό κόστος δικαιωμάτων εκπομπής CO2, καθώς και οι πολλαπλές μονάδες φυσικού αερίου κατέστησαν το κόστος άντλησης κατά τις νυκτερινές ώρες, πολύ υψηλό και οι αντλητικές μονάδες της ΔΕΗ έχουν περιορίσει σημαντικά τη λειτουργία τους τα τελευταία χρόνια.

Αξίζει να αναφερθεί το αδειοδοτικά ώριμο έργο της ΤΕΡΝΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ όπως αυτό αναφέρεται ως «Σύστημα Αντλησιοταμίευσης στην Αμφιλοχία», που βρίσκεται στο Δήμο Αμφιλοχίας του Νομού Αιτωλοακαρνανίας στην Στερεά Ελλάδα. Αποτελείται από δύο πλήρως ανεξάρτητα συστήματα αντλησιοταμίευσης, με τα ονόματα «Άγιος Γεώργιος» και «Πύργος» αντίστοιχα, προερχόμενα από τοπωνύμια της περιοχής. Διαθέτουν δύο ανεξάρτητους άνω ταμιευτήρες και κοινό κάτω ταμιευτήρα, αυτόν της τεχνητής λίμνης Καστρακίου, τη λειτουργία της οποίας για ενεργειακή παραγωγή έχει η ΔΕΗ.
Ο σχεδιασμός του, βασίζεται στην ίδια φιλοσοφία λειτουργίας, δηλαδή αποθήκευση ενέργειας υδραυλικά, μέσω της άντλησης νερού από ταμιευτήρα χαμηλότερης υψομετρικής στάθμης σε ταμιευτήρα υψηλότερης στάθμης. Καλείται όμως να εκμεταλλευτεί κυρίως, την περίσσεια αιολικής ή φωτοβολταϊκής παραγωγής σε περιόδους χαμηλής ζήτησης ή υπερπαραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, την οποία ο Διαχειριστής του Συστήματος δεν επιτρέπει να ενταχθεί στο δίκτυο, λόγω κινδύνου ασταθειών στα χαρακτηριστικά του.

Σε περιόδους περίσσειας ανανεώσιμης παραγωγής (αιολικής, ηλιακής), λόγω μειωμένης ζήτησης ή υπερπαραγωγής, η ενέργεια αυτή θα χρησιμοποιείται για άντληση νερού από την τεχνητή λίμνη Καστρακίου και θα αποθηκεύεται στις δύο άνω δεξαμενές. Στις ώρες αυξημένης ζήτησης (αιχμής), η αποθηκευμένη ενέργεια στον άνω ταμιευτήρα, θα ανακτάται μέσω της λειτουργίας στροβίλων ως υδροηλεκτρική παραγωγή.
Το «Σύστημα Αντλησιοταμίευσης Αμφιλοχίας» αποτελεί τη μεγαλύτερη επένδυση έργου αποθήκευσης στην Ελλάδα, με συνολική εγκατεστημένη ισχύ 680 MW κατά την παραγωγή και 730 MW κατά την άντληση. Η επένδυση ξεπερνά τα 600 εκατ. ευρώ με ετήσια παραγωγή ενέργειας περίπου 816 GWh.

Συμπεράσματα
Η ανάγκη μείωσης των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου σε παγκόσμιο επίπεδο, είναι πια επιτακτική, όπως επίσης και η αξιοποίηση ανανεώσιμων πηγών για την παραγωγή ενέργειας. Η απολιγνιτοποίηση και η μαζική είσοδος μεταβλητών ανανεώσιμων ανοίγει το δρόμο για εγκαταστάσεις αντλησιοταμίευσης. Το σημαντικό πλεονέκτημα των εγκαταστάσεων αυτών είναι ότι λειτουργούν με μηδενικό κόστος καυσίμου, αξιοποιώντας έναν ανανεώσιμο φυσικό πόρο. Έχουν υψηλή εγχώρια προστιθέμενη αξία και κυρίως συμβάλλουν στην ενεργειακή απεξάρτηση της χώρας από εισαγόμενα καύσιμα. Στηρίζουν, ως εγκαταστάσεις αποθήκευσης, την ασφαλή και μαζική διείσδυση των μεταβλητών ανανεώσιμων, όπως είναι τα αιολικά και φωτοβολταϊκά πάρκα, αλλά επίσης προσφέρουν στο σύστημα εγγυημένη υδροηλεκτρική ενέργεια και ισχύ.