Χωροταξική Ανάλυση Αντλησιοταμίευσης με GIS & Τηλεπισκόπηση
Από RemoteSensing Wiki
Απόδοση Τίτλου Στα Ελληνικά: Ένα Μοντέλο Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων (GIS) για την Εξερεύνηση Χωροταξικών Τοποθεσιών για συστήματα Αντλησιοταμίευσης Νερού με Χρήση Δεδομένων Τηλεπισκόπησης.
Πρωτότυπος Τίτλος: A GIS Model For Exploring The Water Pumped Storage Locations Using Remote Sensing Data
Τύπος: Ερευνητική Εργασία – Άρθρο
Συντακτική Ομάδα: Hany G.I. Ahmed, Mostafa H. Mohamed, Salem S. Saleh
Στοιχεία Δημοσίευσης: Επιστημονικό Περιοδικό : The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science , Τόμος 24, Τεύχος 3, Μέρος 2, Δεκέμβριος 2021, Σελίδες 515-523.
Λέξεις Κλειδιά - Keyword: Πρωτότυπο Αρθρο: Elevation Head, GIS, MCDA, PHES, Suitability Analysis | Υψομετρική Διαφορά, ΓΣΠ, Αντλησιοταμίευση, Ανάλυση Καταλληλότητας
DOI: [1]
Ιστορικό Άρθρου: Διαθέσιμο Online : 4 Οκτωβρίου 2021
URL: [2]
Πλήρης Βιβλιογραφική Αναφορά: Hany G.I. Ahmed, Mostafa H. Mohamed, Salem S. Saleh (2021). A GIS model for exploring the water pumped storage locations using remote sensing data. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 24(3), 515–523. https://doi.org/10.1016/J.EJRS.2021.09.006
Πίνακας περιεχομένων |
Σύνοψη Άρθρου
Η Αίγυπτος αντιμετωπίζει αυξανόμενες προκλήσεις στον ενεργειακό τομέα, καθώς η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας έχει μειωθεί δραστικά από το 2009, ενώ η ζήτηση αυξάνεται ραγδαία. Η χώρα εξακολουθεί να βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε ορυκτά καύσιμα, με το 91% της ηλεκτρικής ενέργειας να παράγεται από πετρέλαιο και φυσικό αέριο, ενώ η υδροηλεκτρική ενέργεια καλύπτει μόλις το 7,5% της συνολικής παραγωγής. Οι ενεργειακές ελλείψεις έχουν σημαντικές επιπτώσεις στην οικονομία, την εκπαίδευση, την υγεία και τη βιομηχανία. Όμως, η αιχμή της ζήτησης έχει φτάσει τα 27.000 MW και προβλέπεται να διπλασιαστεί έως το 2027, γεγονός που καθιστά επιτακτική την ανάγκη για βιώσιμες ενεργειακές λύσεις.
Μία από τις πλέον αξιόπιστες τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας που μπορεί να υποστηρίξει τη μετάβαση στις ανανεώσιμες πηγές είναι τα αντλησιοταμιευτικά υδροηλεκτρικά συστήματα (PHES). Τα συστήματα αυτά αντλούν νερό από μια χαμηλότερη δεξαμενή σε μια ανώτερη κατά τη διάρκεια περιόδων χαμηλής ζήτησης και στη συνέχεια το απελευθερώνουν μέσω στροβίλων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας κατά τις περιόδους αιχμής. Προκειμένου να εντοπιστούν οι καταλληλότερες τοποθεσίες για την εγκατάσταση PHES στην Αίγυπτο, η μελέτη αυτή εφαρμόζει ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) σε συνδυασμό με ανάλυση πολλαπλών κριτηρίων απόφασης (MCDA). Η μελέτη αυτη καλύπτει ολόκληρη την Αίγυπτο, με ιδιαίτερη έμφαση στις ζώνες γύρω από τα υδάτινα σώματα. Η ανάλυση βασίστηκε σε δεδομένα τηλεπισκόπησης και εδαφικών χαρακτηριστικών, εξετάζοντας την υψομετρική διαφορά, την κλίση του εδάφους, την εγγύτητα σε οδικά και ενεργειακά δίκτυα και την προσβασιμότητα των πιθανών τοποθεσιών. Συγκεκριμένα, μέσω χωρικής ανάλυσης στο ArcGIS, εντοπίστηκαν περιοχές συνολικής έκτασης 10.428 km² κατάλληλες για PHES, και δημιουργήθηκαν χάρτες καταλληλότητας. Τέλος, η μελέτη ανέδειξε 62 τοποθεσίες υψηλής και μέσης καταλληλότητας, με ιδιαίτερη έμφαση στις περιοχές Aswan, Assuit, Marsa Matrouh και El-Bahr El-Ahmer.
Τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν τη δυνατότητα της Αιγύπτου να αξιοποιήσει το PHES ως στρατηγική λύση για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας, συμβάλλοντας στη σταθερότητα του δικτύου και στη μείωση της εξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα. Παράλληλα, παρέχονται συγκεκριμένα κριτήρια επιλογής τοποθεσιών και στρατηγικές ανάπτυξης που μπορούν να καθοδηγήσουν τις μελλοντικές επενδύσεις.
Εισαγωγή
Όπως αναφέρθηκε, η Αίγυπτος, αν και είναι ο μεγαλύτερος παραγωγός πετρελαίου στην Αφρική, έχει σημειώσει μείωση στην παραγωγή ενέργειας από το 2009. Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται κυρίως από ορυκτά καύσιμα (91%), με μόλις το 7,5% να προέρχεται από υδροηλεκτρική ενέργεια και το 1,5% από αιολική και άλλες ανανεώσιμες πηγές. Παρότι η χώρα διαθέτει σημαντικές υδάτινες επιφάνειες, η συνεισφορά της υδροηλεκτρικής ενέργειας παραμένει περιορισμένη. Το ενεργειακό έλλειμμα επηρεάζει κρίσιμους τομείς, όπως η οικονομία, η εκπαίδευση, η υγεία και η βιομηχανία. Η αιχμή της ζήτησης έχει ήδη ξεπεράσει τα 27.000 MW και αναμένεται να φτάσει τα 54.200 MW έως το 2027. Για την αντιμετώπιση αυτής της κρίσης, η ανάπτυξη PHES μπορεί να προσφέρει μια αξιόπιστη και μεγάλης κλίμακας λύση αποθήκευσης ενέργειας.
Περιοχή Μελέτης
Η περιοχή μελέτης περιλαμβάνει ολόκληρη την επικράτεια της Αιγύπτου, με ιδιαίτερη έμφαση σε μια ζώνη 5 χιλιομέτρων γύρω από υδάτινα σώματα. Η χώρα εκτείνεται μεταξύ 22°N και 32°N γεωγραφικού πλάτους και περιβάλλεται από τη Λιβύη, το Σουδάν, την Ερυθρά Θάλασσα και τη Μεσόγειο. Για την ανάλυση χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από το ψηφιακό μοντέλο υψομέτρου (DEM) SRTM, με ανάλυση 30 μέτρων. Τέλος, οι υψομετρικές διαφορές στην Αίγυπτο κυμαίνονται από -397 έως 2.625 μέτρα, με τις υψηλότερες περιοχές να εντοπίζονται κατά μήκος της ακτής της Ερυθράς Θάλασσας, όπου και υπάρχουν ευκαιρίες για ανάπτυξη για PHES.
Δήλωση Προβλήματος
Η Αίγυπτος εξαρτάται έντονα από τα ορυκτά καύσιμα, με το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο να καλύπτουν το 94% της ενεργειακής κατανάλωσης. Από το 2005 έως το 2013, η κατανάλωση αυξήθηκε κατά 50%, φτάνοντας τα 140.256 GW/h. Η ανάλυση της ημερήσιας κατανάλωσης έδειξε ότι η μεγαλύτερη ζήτηση σημειώνεται μεταξύ 6 μ.μ. και 10 μ.μ. τους καλοκαιρινούς μήνες, με τις τιμές της ηλεκτρικής ενέργειας να είναι έως και τέσσερις φορές υψηλότερες κατά τις ώρες αιχμής. Η ανάγκη για αποδοτικές λύσεις αποθήκευσης καθιστά το PHES μια βιώσιμη επιλογή για τη διαχείριση της ζήτησης.
Λειτουργία των PHES
Οι αντλησιοταμιευτικοί σταθμοί βασίζονται στη μεταφορά νερού μεταξύ δύο δεξαμενών, αξιοποιώντας την υψομετρική διαφορά για την παραγωγή ενέργειας. Σε περιόδους χαμηλής ζήτησης, το νερό αντλείται προς την ανώτερη δεξαμενή, ενώ στις ώρες αιχμής απελευθερώνεται μέσω στροβίλων, παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια. Η οικονομική αποδοτικότητα αυτής της τεχνολογίας εξαρτάται από τη διαφορά τιμών ενέργειας μεταξύ των περιόδων αιχμής και εκτός αιχμής, καθώς και από την απόδοση του κύκλου άντλησης και παραγωγής.
Επιλογή Τοποθεσιών για PHES
Για την αναγνώριση των βέλτιστων σημείων εγκατάστασης, εφαρμόστηκε μια πολυκριτηριακή ανάλυση (MCDA) σε συνδυασμό με GIS. Οι παράγοντες που αξιολογήθηκαν περιλάμβαναν την υψομετρική διαφορά, την κλίση του εδάφους, την εγγύτητα σε ενεργειακά και οδικά δίκτυα, και τις υφιστάμενες χρήσεις γης. Η ανάλυση κατέδειξε 62 πιθανές τοποθεσίες, εκ των οποίων 12 χαρακτηρίστηκαν ως εξαιρετικά κατάλληλες, κυρίως στις περιοχές Aswan, Assuit, Marsa Matrouh και El-Bahr El-Ahmer. Οι τοποθεσίες αυτές προσφέρουν ιδανικές συνθήκες για την ανάπτυξη PHES.
Συμπεράσματα
Η εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας οδήγησε στον εντοπισμό 10.428 km² κατάλληλων περιοχών για PHES στην Αίγυπτο. Οι τοποθεσίες υψηλής καταλληλότητας καλύπτουν 652,79 km², με την Assuit να προτείνεται ως περιοχή πιλοτικής εφαρμογής. Η ανάλυση κατέδειξε ότι η Αίγυπτος διαθέτει σημαντικές δυνατότητες για αποθήκευση ενέργειας μέσω PHES, παρέχοντας πολύτιμες πληροφορίες για τον ενεργειακό σχεδιασμό της χώρας. Η αξιοποίηση αυτών των συστημάτων μπορεί να συμβάλει στην ενεργειακή ασφάλεια και τη μείωση της εξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα, ενισχύοντας την υιοθέτηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Σημαντική παρατήρηση: Όλες οι εικόνες που παρουσιάζονται ανήκουν στους δημιουργούς .Τα πνευματικά δικαιώματα ανήκουν στους συγγραφείς του πρωτότυπου άρθρου και όχι στον παρόντα συντάκτη. Η απόδοση του κειμένου πραγματοποιείται σε περιληπτική μορφή με σκοπό την ενημέρωση και τη χρήση για εκπαιδευτικούς σκοπούς. Οι βιβλιογραφικές πηγές και οι αναφορές που έχουν χρησιμοποιηθεί για την σύνταξη της παρούσας πληροφορίας ανήκουν αποκλειστικά στο πρωτότυπο κείμενο.
