Ηλιοθερμική Ενέργεια σε Συνδυασμό με Αποθήκευση Θερμικής Ενέργειας: Μια Στρατηγική Επιλογή για την Κύπρο

Νέστωρ Φυλακτός, Μάριος Γεωργίου, Θεόδωρος Κωνσταντίνου, Κύπρος Μηλιδόνης, Κωνστανίνος Ταλιώτης, Θεόδωρος Ζαχαριάδης

Policy Brief τεύχος 8, Μάιος 2026

ΚΥΡΙΑ ΣΗΜΕΙΑ

Το απομονωμένο ηλεκτρικό δίκτυο της Κύπρου περιόρισε σημαντικές ποσότητες της παραγωγής ηλεκτρισμού από ανανεώσιμες πηγές το 2025. Οι υβριδικές λύσεις που χρησιμοποιούν ηλεκτροχημικές μπαταρίες σε συνδυασμό με την παραγωγή ηλεκτρισμού από Συγκεντρωτικά Ηλιακά (CSP) και την Αποθήκευση Θερμικής Ενέργειας (TES) μπορούν να μετριάσουν αυτές τις απώλειες.
Οι εγκαταστάσεις CSP και TES μπορούν να συμβάλουν στη σταθεροποίηση του κυπριακού ηλεκτρικού δικτύου χωρίς την ανάγκη πρόσθετων επενδύσεων σε εξοπλισμό όπως μετατροπείς διαμόρφωσης δικτύου.
Οι υποδομές CSP και TES χρησιμοποιούν γεωπολιτικά ασφαλή υλικά, λειτουργούν για 30 χρόνια ουσιαστικά χωρίς φθορά και μπορούν να τονώσουν την τοπική οικονομική δραστηριότητα σε μεγαλύτερο βαθμό από τα εισαγόμενα φωτοβολταϊκά πάνελ και τις μπαταρίες.
Συνιστώνται επομένως πολιτικές που θα παρέχουν κίνητρα για υβριδικές εγκαταστάσεις αποθήκευσης ενέργειας, συνδυάζοντας φωτοβολταϊκά και μπαταρίες με CSP και TES, καθώς και διερεύνηση της δυνατότητας μετατροπής των υφιστάμενων εγκαταστάσεων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε μπαταρίες Carnot που θα συνδυάζουν φωτοβολταϊκή παραγωγή με θερμική αποθήκευση.

Εισαγωγή

Το κυπριακό ηλεκτρικό σύστημα λειτουργεί με σημαντικούς τεχνικούς περιορισμούς. Ο απομονωμένος χαρακτήρας του δικτύου, σε συνδυασμό με τη συνεχιζόμενη ανάπτυξη φωτοβολταϊκής παραγωγής, έχει οδηγήσει σε διαρθρωτικές ανισορροπίες μεταξύ προσφοράς και ζήτησης ενέργειας. Για την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης, η αρχιτεκτονική του δικτύου απαιτεί μετάβαση πέρα από την αποθήκευση μικρής διάρκειας (<4 ωρών) με μπαταρίες. Τα συγκεντρωτικά ηλιακά, ή αλλιώς ηλιοθερμική ενέργεια (CSP), σε συνδυασμό με την αποθήκευση θερμικής ενέργειας (TES) παρέχει έναν μηχανισμό για μετατόπιση φορτίου μεγάλης διάρκειας, ενώ παράλληλα παρέχει υπηρεσίες που απαιτούνται για σταθερότητα του δικτύου.

Η πρόκληση των περικοπών ΑΠΕ και της σταθερότητας του δικτύου

Η Κύπρος βασίζεται εξ ολοκλήρου στην εγχώρια παραγωγή για την κάλυψη της στιγμιαίας ζήτησης. Η ενσωμάτωση φωτοβολταϊκών συστημάτων με μετατροπείς (inverters) έχει μειώσει τη μηχανική περιστροφική αδράνεια που παραδοσιακά παρείχαν οι συγχρονισμένες γεννήτριες που λειτουργούν με ορυκτά καύσιμα. Αυτή η μείωση καθιστά το δίκτυο ευάλωτο σε φαινόμενα απότομων μεταβολών συχνότητας και σε πιθανές διακοπές φορτίου.

Κατά τους ανοιξιάτικους και φθινοπωρινούς μήνες, η μέτρια ζήτηση για ψύξη και θέρμανση οδηγεί τους διαχειριστές του συστήματος να περιορίσουν την παραγωγή από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) για να διατηρήσουν ελάχιστα επίπεδα φορτίου στις συμβατικές μονάδες, οι οποίες παραμένουν σε λειτουργία για να παρέχουν ευστάθεια στο δίκτυο. Αυτό περιορίζει τη χρήση ΑΠΕ και απαιτεί τη συνεχή κατανάλωση εισαγόμενων ορυκτών καυσίμων. Το 2025 περικόπηκε το 22% του δυναμικού παραγωγής ΑΠΕ της χώρας (Σχήμα 1).

Σχήμα 1: Μηνιαίες περικοπές παραγωγής από ΑΠΕ και το ποσοστό τους επί της συνολικής παραγωγής ΑΠΕ στην Κύπρο το 2025. Πηγή: Διαχειριστής Συστήματος Μεταφοράς Κύπρου.

Αποτελέσματα Προσομοιώσεων

Το Σχήμα 2 παρουσιάζει προσομοιώσεις του ηλεκτρικού συστήματος της Κύπρου με τη χρήση του λογισμικού FlexTool του Διεθνούς Οργανισμού Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, που έχει προσαρμοστεί από το Ινστιτούτο Κύπρου ειδικά για το κυπριακό σύστημα και χρησιμοποιεί ωριαία δεδομένα παραγωγής και ζήτησης για όλους τους υποσταθμούς που είναι συνδεδεμένοι με το δίκτυο μεταφοράς. Εξετάστηκαν τέσσερα σενάρια:

Βασικό σενάριο: Χωρίς διορθωτικά μέτρα, η αναντιστοιχία προσφοράς και ζήτησης ηλεκτρισμού προκαλεί σημαντική εποχική απώλεια ενέργειας, με κορύφωση μεταξύ Μαρτίου και Μαΐου.
Μπαταρίες μικρής διάρκειας (400kWh): Αποφέρουν μικρή μείωση στις περικοπές. Οι εγκαταστάσεις αποθήκευσης αυτού του μεγέθους δεν μπορούν να απορροφήσουν τη μαζική υπερπαραγωγή κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Μεγάλες εγκαταστάσεις θερμικής αποθήκευσης (2.000MWh): Δύο μονάδες 100MW / 10 ωρών απορροφούν αποτελεσματικά το πλεόνασμα παραγωγής κατά τη διάρκεια της ημέρας, για χρήση κατά τις βραδινές ώρες.
Υβριδική λύση (100 MWh μπαταρίες & 500 MWh θερμική αποθήκευση): Επιτυγχάνει μείωση των περικοπών συγκρίσιμη με το προηγούμενο σενάριο. Οι μπαταρίες διαχειρίζονται τις υψηλής συχνότητας ενδοημερήσιες μεταβολές, ενώ η θερμική αποθήκευση αναλαμβάνει τη συνεχή, μακράς διάρκειας μετατόπιση. Αυτή η λύση βελτιστοποιεί τον συνολικό όγκο αποθήκευσης και μειώνει το κεφαλαιουχικό κόστος.

Σχήμα 2: Προσομοίωση του βαθμού περικοπών στην παραγωγή από ΑΠΕ στην Κύπρου για το έτος 2025, βάσει των 4 σεναρίων που εξετάστηκαν.

Ασφάλεια της εφοδιαστικής αλυσίδας και στρατηγική ανθεκτικότητα

Για ένα απομονωμένο νησιωτικό κράτος που εξαρτάται από εισαγόμενη ενέργεια, η γεωπολιτική σταθερότητα της εφοδιαστικής αλυσίδας είναι σημαντική. Το κόστος των μπαταριών ιόντων λιθίου αυξάνεται γραμμικά με τη δυναμικότητά τους, γεγονός που καθιστά οικονομικά δύσκολη την παροχή συνεχούς φορτίου βάσης για διάστημα μεγαλύτερο των 4-6 ωρών. Επιπλέον, η κατασκευή μπαταριών βασίζεται σε ορυκτά όπως λίθιο, κοβάλτιο, μαγγάνιο και νικέλιο. Τα υλικά αυτά υπάρχουν σε λίγες χώρες διεθνώς, κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε διαταραχές της προσφοράς και διακυμάνσεις των τιμών.

Αντίθετα, η αλυσίδα εφοδιασμού για τα συστήματα CSP και TES χρησιμοποιεί υλικά που είναι άφθονα και γεωπολιτικά ασφαλή: χάλυβα, γυαλί, τσιμέντο και βιομηχανικά άλατα. Το κόστος των εγκαταστάσεων θερμικής αποθήκευσης δεν αυξάνεται γραμμικά με τη χωρητικότητά τους. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερο κόστος για αποθήκευση μακράς διάρκειας, σε συνδυασμό με μεγάλη διάρκεια ζωής. Στις ευρωπαϊκές χώρες, έως και το 80% των κεφαλαιουχικών δαπανών μπορεί να παραμείνει εντός της εθνικής οικονομίας μέσω της εγχώριας κατασκευής των απαιτούμενων υποδομών. Αυτό προσφέρει μακροοικονομικά οφέλη τα οποία δεν συναντώνται στον ίδιο βαθμό κατά την εισαγωγή έτοιμων συστημάτων μπαταριών.

Προτάσεις Πολιτικής

Για τη διασφάλιση της σταθερότητας του δικτύου και την εξάλειψη των οικονομικών επιπτώσεων που συνεπάγεται ο περιορισμός της παραγωγής από ΑΠΕ, συνιστώνται οι ακόλουθες στρατηγικές δράσεις:

Εφαρμογή υβριδικών συστημάτων αποθήκευσης. Οι μελλοντικοί διαγωνισμοί για αποθήκευση ενέργειας στο δίκτυο πρέπει να παρέχουν κίνητρα για την υιοθέτηση υβριδικών λύσεων. Τα κριτήρια πρέπει να αξιολογούν τόσο την ταχεία απόκριση συχνότητας των μπαταριών όσο και τη μετατόπιση μεγάλου όγκου ενέργειας που επιτρέπει η θερμική αποθήκευση μακράς διάρκειας.
Εκπόνηση μελετών σκοπιμότητας για μπαταρίες Carnot. Διεξαγωγή τεχνικών και οικονομικών μελετών σκοπιμότητας για τη μετατροπή υφιστάμενων σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε μπαταρίες Carnot που συνδυάζουν φωτοβολταϊκή παραγωγή με θερμική αποθήκευση. Η επαναχρησιμοποίηση υφιστάμενων εγκαταστάσεων προσφέρει μια λύση χωρίς να καταλήξουν σε αχρηστία οι παλαιότερες υποδομές.
Προτεραιότητα σε υποδομές που ενισχύουν τη γεωπολιτική ασφάλεια. Ενσωμάτωση κριτηρίων ανθεκτικότητας της εφοδιαστικής αλυσίδας στις εθνικές στρατηγικές αποθήκευσης ενέργειας, με προτίμηση σε τεχνολογίες που προσφέρουν προοπτικές τοπικής οικονομικής δραστηριότητας και χαμηλή εξάρτηση από κρίσιμα ορυκτά.
Μηχανισμοί ενσωμάτωσης στην αγορά. Δημιουργία μηχανισμών για την ενσωμάτωση των τεχνολογιών CSP και TES στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας. Χωρίς τα κατάλληλα τιμολογιακά κίνητρα και στοχευμένα προγράμματα στήριξης, οι τεχνολογίες αυτές ενδέχεται να μην αξιοποιηθούν επαρκώς, παρά την τεχνική τους καταλληλότητα.

Συμπέρασμα

Η ηλιοθερμική ενέργεια με αποθήκευση θερμικής ενέργειας προσφέρει έναν μοναδικό συνδυασμό δυνατότητας ρύθμισης της παραγωγής ηλεκτρισμού, αποθήκευσης μακράς διάρκειας και ασφάλειας της εφοδιαστικής αλυσίδας. Το χρονικό περιθώριο για την ανάπτυξη της τεχνολογίας αυτής, προτού το δίκτυο υιοθετήσει πλήρως μια στρατηγική αποθήκευσης με μόνο επίκεντρο τις μπαταρίες, περιορίζεται. Η ενσωμάτωση αυτών των υβριδικών τεχνολογιών θα διασφαλίσει την ανθεκτικότητα του δικτύου και θα δώσει ώθηση στην εγχώρια οικονομική δραστηριότητα, αξιοποιώντας παράλληλα γεωπολιτικά ασφαλείς εφοδιαστικές αλυσίδες για την παροχή καθαρού ηλεκτρισμού στην Κύπρο.

Περισσότερα στοιχεία παρατίθενται στη μελέτη μας που είναι διαθέσιμη εδώ.