Σκοπός της μελέτης αυτής είναι να παρουσιάσει τις υφιστάμενες διαθέσιμες τεχνικές συνδυασμένης αεριοποίησης άνθρακα και στερεών υπολειμμάτων και να ερευνήσει την τεχνοοικονομική εφικτότητα, αναφορικά με την εγκατάσταση και λειτουργία ενός σταθμού ισχύος 30 MWe στην Περιφέρεια της Δυτικής Μακεδονίας, βασισμένου στην τεχνολογία αεριοποίησης ολοκληρωμένου συνδυασμένου κύκλου (Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC), χρησιμοποιώντας λιγνίτη και καύσιμο προερχόμενο από απορρίμματα (Refuse Derived Fuel, RDF). Η συγκεκριμένη μελέτη βασίστηκε στον αεριοποιητή British Gas Lurgi (BGL), ενώ o καθαρισμός του παραγόμενου αερίου σύνθεσης (syngas ή fuel gas) βασίστηκε στην υγρή έκπλυση (cold gas clean-up).

Τα συγκριτικά πλεονεκτήματα των συστημάτων συνδυασμένης αεριοποίησης μπορούν να καθοριστούν από την ευελιξία στην τροφοδοσία του καυσίμου και της παραγωγής, αλλά επίσης και από την ορθή περιβαλλοντική λειτουργία τους. Επιπλέον, προσφέρει το πλεονέκτημα της εμπορικής εκμετάλλευσης των παραπροϊόντων, της υγρής τέφρας και του στοιχειακού θείου. Η συνδυασμένη αεριοποίηση άνθρακα και απορριμμάτων μπορεί να εφαρμοστεί μέσω της παράλληλης ή άμεσης αεριοποίησης. Η άμεση αεριοποίηση αποτελεί μία βιώσιμη επιλογή για εγκαταστάσεις με δυναμικότητα πλέον των 350 MWe. Η παράλληλη αεριοποίηση, χωρίς εκτεταμένη επεξεργασία του παραγόμενου αερίου, προτείνεται για αεριοποιητές μικρού και μεσαίου μεγέθους, εγκατεστημένους σε περιοχές που λειτουργούν μεγάλες μονάδες παραγωγής ισχύος με καύση άνθρακα.

Το πρόβλημα της αύξησης των στερεών αποβλήτων

Τα τελευταία χρόνια έχει αυξηθεί σημαντικά η ποσότητα των στερεών αποβλήτων, τόσο στις αναπτυγμένες όσο και στις αναπτυσσόμενες χώρες, δημιουργώντας ερωτηματικά για την αειφορία της διαχείρισης και εναπόθεσής τους (Kwak et al., 2006). Αυτή η αύξηση στη συσσώρευση των απορριμμάτων οφείλεται στην υπερβολική αύξηση των ενεργειακών απαιτήσεων και της κατανάλωσης φυσικών πόρων και αγαθών λόγω της συνεχόμενης αύξησης του παγκόσμιου πληθυσμού. Αυτά τα απορρίμματα πρέπει να επεξεργαστούν επαρκώς, ώστε να μειωθούν τα περιβαλλοντικά προβλήματα και να δημιουργηθεί προοπτική για μια αειφόρο ανάπτυξη του μοντέρνου κόσμου (Pinto et al., 2003). Στις μέρες μας, η διερεύνηση εναλλακτικών τεχνικών προκειμένου να λυθεί το πρόβλημα της συσσώρευσης στερεών αποβλήτων στις ευρωπαϊκές χώρες, αποτελεί ερευνητικό πεδίο υψηλής προτεραιότητας. Η ωθούσα δύναμη πίσω από αυτήν την προτεραιότητα είναι η σχετικά πρόσφατη ευρωπαϊκή νομοθεσία σχετικά με την απαγόρευση της ταφής καύσιμων αποβλήτων (Directive 1999/31/EC), ο κανονισμός για τα όρια εκπομπών από μονάδες επεξεργασίας αποβλήτων (Directive 2000/76/EC) και επίσης ο κανονισμός για τη χρήση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) (Directive 2001/77/EC). Σε αυτό το πλαίσιο, η συνδυασμένη χρήση βιομάζας και απορριμμάτων με άνθρακα ή λιγνίτη παρέχει πολλά πλεονεκτήματα. Δεδομένου ότι ολοένα και αυστηρότερη περιβαλλοντική νομοθεσία τίθεται σε εφαρμογή (Waste Incineration Directive, WID), η εναπόθεση σε ΧΥΤΑ έχει γίνει πλέον ανεπιθύμητη. Η καύση ή αεριοποίηση βιομάζας και απορριμμάτων θεωρείται ουδέτερη όσον αφορά στις εκπομπές CO2 (Collot et al., 1999). Καθώς οι υφιστάμενες τεχνολογίες αποτέφρωσης απορριμμάτων βρίσκονται συνεχώς υπό ενδελεχή εξέταση και αμφισβήτηση, η συνδυασμένη αεριοποίηση με άνθρακες ή λιγνίτη θεωρείται πολύ χρήσιμη ώστε να μειωθούν οι εκπομπές CO2. Όσον αφορά στη δέσμευση του CO2, η αεριοποίηση γενικότερα αναμένεται να παίξει σημαντικό ρόλο (Valero and Uson, 2006). Επομένως, είναι δυνατόν να αποκομιστούν πολλά οφέλη από την ενεργειακή αξιοποίηση αστικών, βιομηχανικών και γεωργικών αποβλήτων ενώ ταυτόχρονα ελαττώνεται και η εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα. Η ποσότητα των στερεών αποβλήτων, είτε στην Ευρώπη είτε στην Ελλάδα, είναι επαρκής ώστε να ενθαρρύνεται τη μελέτη μιας τέτοιας διεργασίας.           

Η τεχνολογία της συνδυασμένης αεριοποίησης  

Η συνδυασμένη αεριοποίηση άνθρακα και βιομάζας / απορριμμάτων είναι ικανή να παράγει “καθαρή’’ ηλεκτρική ενέργεια με υψηλή απόδοση μετατροπής, αλλά υπάρχουν αρκετές οικονομικές, περιβαλλοντικές και τεχνικές προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν. Πολύ λίγα έργα παγκοσμίως περιλαμβάνουν την αεριοποίηση άνθρακα με βιομάζα / απορρίμματα σε βιομηχανική κλίμακα. Τα τεχνικά εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν κατά την ανάπτυξη τέτοιων εγκαταστάσεων είναι σημαντικά, εφόσον δεν υπάρχουν προμηθευτές της τεχνολογίας συνδυασμένης αεριοποίησης με “το κλειδί στο χέρι’’ και του συναφoύς εξοπλισμού διαχείρισης των υλικών και παραγωγής ισχύος (DTI, 2002; Williams, 2000).  Δεν υπάρχει απλή απάντηση στο ερώτημα “Τι τεχνικά ή οικονομικά πλεονεκτήματα προσφέρει η συν-επεξεργασία απορριμμάτων και άνθρακα;’’. Η μερική υποκατάσταση του άνθρακα με υλικά προερχόμενα από βιομάζα ή απόβλητα εισάγει την ανανεώσιμη ενέργεια και έχει σαν αποτέλεσμα περιβαλλοντικά οφέλη. Από την άλλη, ο άνθρακας και ο λιγνίτης μπορεί να θεωρηθούν ωφέλιμοι, επειδή η ασφάλεια τροφοδοσίας της βιομάζας και των αποβλήτων είναι αβέβαιη και η τελική ποιότητα των εναλλακτικών καυσίμων είναι αντικείμενο περιορισμένου ελέγχου. Ο συνδυασμός βιομάζας, στερεών αποβλήτων και ανθράκων υπερνικά την ενδεχόμενη αναξιοπιστία στην τροφοδοσία βιομάζας, τη μελλοντική σε βάθος χρόνου αλλαγή στην ποιότητα των απορριμμάτων και τους περιορισμούς που επιβάλλονται στη δυναμικότητα ενός σταθμού παραγωγής ενέργειας που χρησιμοποιεί μόνο απορρίμματα ή βιομάζα (Hotchkiss et al., 2002). Η συνδυασμένη αεριοποίηση άνθρακα με άλλα είδη καυσίμων θεωρείται μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για την μείωση των εκπομπών CO2, SO2 και NOX, ακόμα και για άνθρακες με υψηλά ποσοστά τέφρας, όπως οι ελληνικοί λιγνίτες. Η τεχνική αυτή έχει μελετηθεί σε μεγάλο βαθμό σε εργαστηριακή και πιλοτική κλίμακα (Aznar et al., 2006; Yuehong et al., 2006; Liebner and Ulber, 2000).  Η συνδυασμένη αεριοποίηση άνθρακα με απορρίμματα μπορεί να γίνει με παράλληλη ή άμεση αεριοποίηση. Και οι δύο τεχνικές βρίσκονται σε επιδεικτικό στάδιο, ενώ λίγες λειτουργούν σε βιομηχανική κλίμακα. Αυτές οι τεχνολογίες εμφανίζουν μια πολλά υποσχόμενη δυναμική, αναφορικά με τις τεχνικές βελτιώσεις που επιδέχονται, συγκρινόμενες με τις άλλες τεχνολογίες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από στερεά καύσιμα (Karg et al., 2000).

Παράλληλη αεριοποίηση

Σε αυτή τη μέθοδο, το παραγόμενο αέριο σύνθεσης εξέρχεται από τον αεριοποιητή και οδηγείται, χωρίς εκτεταμένη επεξεργασία, σε συμβατικούς λέβητες κονιοποιημένου καυσίμου, όπου καίγεται σαν βοηθητικό καύσιμο μαζί με τον άνθρακα (μικτή καύση). Η άμεση χρήση του αερίου στους λέβητες δεν απαιτεί ξήρανση του καυσίμου τροφοδοσίας και εκτεταμένο καθαρισμό του αερίου καυσίμου, επομένως υπάρχει σημαντική εξοικονόμηση στην πάγια επένδυση, σε σύγκριση με ένα πλήρες σύστημα IGCC. Πρέπει να αναφερθεί ότι μόνο τα στερεά σωματίδια ανακτώνται από το αέριο ρεύμα στις περισσότερες από αυτές τις εγκαταστάσεις. Συνήθως η ροή του αερίου καυσίμου είναι πολύ μικρότερη σε σύγκριση με το κύριο καύσιμο και επομένως δεν απαιτείται ο πλήρης καθαρισμός του. Στην εικόνα 1 παρατίθεται ένα απλοποιημένο διάγραμμα ροής της τεχνολογίας της παράλληλης αεριοποίησης. Η παράλληλη αεριοποίηση δεν παρέχει τη δυνατότητα εκμετάλλευσης του αερίου σύνθεσης για άμεση παραγωγή ενέργειας, εφόσον δεν υπάρχει το στάδιο εξευγενισμού του αερίου. Από την άλλη, έχει χαμηλή πάγια επένδυση, και πιθανές διακοπές στη διεργασία της αεριοποίησης δεν θέτουν ολόκληρο το θερμικό σταθμό εκτός λειτουργίας. Το θερμικό περιεχόμενο των απορριμμάτων / βιομάζας μεταφέρεται από τον αεριοποιητή στο λέβητα με τρεις μορφές: σαν αισθητή θερμότητα, σαν χημική ενέργεια υπό την μορφή ενός αερίου χαμηλής θερμογόνου ικανότητας και σαν λεπτότατα διαμερισμένα σωματίδια εξανθρακώματος τα οποία ίσως έχουν διαφύγει από την ανάκτηση στερεών. Η παράλληλη αεριοποίηση έχει επιδειχθεί επιτυχώς στο θερμικό σταθμό Zeltweg της Αυστρίας (επιδοτούμενο έργο BioCoComb), στο σταθμό συμπαραγωγής Kymijarvi στο Lahti της Φιλανδίας με προμηθευτή την εταιρεία Foster Wheeler, στο σταθμό Ruien στο Βέλγιο όπου είναι σχεδόν πανομοιότυπη εφαρμογή με το Lahti και στη μονάδα Amer-9 στο Geertruidenberg της Ολλανδίας. 

Άμεση αεριοποίηση 

Στην άμεση αεριοποίηση ο άνθρακας και τα απορρίμματα / βιομάζα αναμιγνύονται και στη συνέχεια τροφοδοτούνται στον αεριοποιητή. Ολόκληρη η διεργασία ενσωματώνει τρεις ώριμες τεχνολογίες: αεριοποίηση, καθαρισμός του αερίου σύνθεσης και παραγωγή ισχύος σε συνδυασμένο κύκλο. Η λειτουργική σύνδεση αυτών των τριών σταδίων αποτελεί τα λεγόμενα συστήματα IGCC, όπως φαίνεται στην εικόνα 2. Η συνδυασμένη αεριοποίηση με δύο κύριους κύκλους παραγωγής ενέργειας, τον κύκλο Brayton και τον κύκλο ατμού Rankine, έχει αποδειχθεί αρκετά αποδοτική στον τομέα παραγωγής ισχύος. Επιπλέον, το παραγόμενο αέριο μπορεί να μετατραπεί σε χρήσιμα χημικά προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας, όπως το υδρογόνο, η μεθανόλη, το θείο, η αμμωνία, το συνθετικό φυσικό αέριο και τα λιπάσματα. Επίσης, υπάρχει η δυνατότητα ενσωμάτωσης εξελιγμένων συστημάτων παραγωγής ισχύος, όπως οι κυψέλες καυσίμου και οι παλινδρομικές μηχανές εσωτερικής καύσης. Οι εγκαταστάσεις IGCC χαρακτηρίζονται από πολύ χαμηλές εκπομπές SO2 και NOx, από την πιθανότητα να παράγεις ηλεκτρική ενέργεια με υψηλή απόδοση ανάλογα με την εξέλιξη των αεριοστροβίλων και από την ανάκτηση καθαρού θείου και στερεών παραπροϊόντων όπως η τέφρα υαλώδους μορφής. Ο σταθμός Elcogas στο Puertollano της Ισπανίας και ο σταθμός Nuon στο Buggenum της Ολλανδίας είναι οι μεγαλύτερες εγκαταστάσεις IGCC στην Ευρώπη. Η αεριοποίηση BGL που μελετάται στην παρούσα εργασία λαμβάνει χώρα στις εγκαταστάσεις της Schwarze Pumpe GmbH στη Γερμανία και στο Kentucky των ΗΠΑ, όπου εκτός από σύστημα IGCC είναι ενσωματωμένες και κυψέλες καυσίμου. Και οι δύο εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν τον αεριοποιητή BGL κινούμενης κλίνης με χρήση καθαρού οξυγόνου και παραγωγή ρευστής τέφρας και ανήκουν στην εταιρεία Global Energy Inc., πρωτοπόρα στις εφαρμογές άμεσης αεριοποίησης. Ο αεριοποιητής BGL έχει κατασκευαστεί για χονδρόκκοκα υλικά χωρίς περιορισμούς όσον αφορά στην περιεχόμενη τέφρα και υγρασία, ενώ η παραγόμενη τέφρα υαλώδους δομής είναι μέσα στα όρια που επιβάλλει ο Γερμανικός κανονισμός διαχείρισης αποβλήτων. Οι εν λόγω αεριοποιητές έχουν τις περισσότερες λειτουργικές ώρες με υλικά με ποικίλες μηχανικές ιδιότητες και για αυτό εκλέχθηκαν για την παρούσα μελέτη. Ο σταθμός SVZ της Schwarze Pumpe αποτελεί το καλύτερο παράδειγμα συνδυασμένης αεριοποίησης μεγάλης ποικιλίας καυσίμων και ενσωματώνει ανάκτηση θερμότητας, παραγωγή ισχύος και μεθανόλης. Η εγκατάσταση αποτελεί μια πραγματική εφαρμογή της συνδυασμένης αεριοποίησης με διάφορα ρεύματα απορριμμάτων και λιγνίτη. Στον πίνακα 1, δίνεται μια σύνοψη μερικών από των εφαρμογών συνδυασμένης αεριοποίησης μεγάλης κλίμακας.

Μελέτη περίπτωσης για τη Δυτική Μακεδονία

Λαμβάνοντας υπόψη τις προηγούμενες τεχνολογίες που περιγράφηκαν, πραγματοποιήθηκε μια μελέτη περίπτωσης για την Περιφέρεια της Δυτικής Μακεδονίας, αναφορικά με την εγκατάσταση ενός συστήματος IGCC άμεσης αεριοποίησης με χρήση λιγνίτη Πτολεμαΐδας και στερεών απορριμμάτων υπό τη μορφή πελλετών RDF. Η επιλογή της συγκεκριμένης γεωγραφικής περιοχής στηρίχθηκε στην ύπαρξη μεγάλων αποθεμάτων λιγνίτη και κατ’ επέκταση στη λειτουργία ατμοηλεκτρικών σταθμών (ΑΗΣ) της ΔΕΗ Α.Ε., καθώς και στη λειτουργία Ολοκληρωμένου Συστήματος Διαχείρισης Απορριμμάτων στην Περιφέρεια της Δυτικής Μακεδονίας. Η ετήσια παραγωγή λιγνίτη στην Ελλάδα υπολογίζεται σε 60 εκατ. τόνους με τα 48 εκατ. να εξορύσσονται στη Δυτική Μακεδονία (Koukouzas et. al., 2004), ενώ η ετήσια παραγωγή αστικών απορριμμάτων στη συγκεκριμένη Περιφέρεια ανέρχεται σε 117,000 τόνους (ΔΙΑΔΥΜΑ Α.Ε., 2004). Περίπου το 20% της ποσότητας αυτής αντιστοιχεί σε μη-καύσιμο υλικό, το οποίο θα απομακρυνθεί κατά τη διαδικασία παραγωγής πελλετών RDF. Το καύσιμο RDF επιλέχθηκε αντί του ανεπεξέργαστων αστικών αποβλήτων λόγω των καλύτερων ποιοτικών χαρακτηριστικών, αν και η μονάδα παραγωγής του RDF ανεβάζει σημαντικά το κόστος πάγιας επένδυσης της υπό μελέτη εγκατάστασης. Οι κύριες επί μέρους διεργασίες που συνιστούν ένα πλήρες σύστημα IGCC περιλαμβάνουν την προ-επεξεργασία του καυσίμου, την αεριοποίηση, τον καθαρισμό του παραγόμενου αερίου και τέλος την παραγωγή ισχύος σε συνδυασμένο κύκλο. Η τροφοδοσία του αεριοποιητή αποτελείται από μίγμα απορριμμάτων RDF και λιγνίτη υπό τη μορφή πελλέτας, με αναλογία 75:25 κατά μάζα. Αυτό το υψηλό κλάσμα RDF / λιγνίτη είναι εφικτό για χρήση σε συνδυασμένη BGL αεριοποίηση, σύμφωνα με δοκιμές που έλαβαν χώρα στις εγκαταστάσεις της SVZ Schwarze Pumpe κατά τη διάρκεια υλοποίησης ενός έργου THERMIE στο οποίο συμμετείχε το ΕΚΕΤΑ/ΙΤΕΣΚ (CERTH/ISFTA, 2002). Λαμβάνοντας υπόψη τις διαθέσιμες ποσότητες αστικών απορριμμάτων, η εγκατεστημένη ισχύς της μονάδας υπολογίστηκε σε 30 MW με απόδοση της τάξεως του 47%. Ο υπολογισμός της δυναμικότητας της μονάδας στηρίχθηκε επίσης στη θερμογόνο ικανότητα των καυσίμων και στην ηλεκτρική απόδοση της εγκατάστασης IGCC. Οι απαιτήσεις σε καύσιμα τροφοδοσίας, η παραγωγή των παραπροϊόντων (τέφρα και στοιχειακό θείο) και τα ισοζύγια μάζας και ενέργειας της διεργασίας υπολογίστηκαν με χρήση του εμπορικού λογισμικού προσομοίωσης AspenPlus Version 10.1. Για την υπό μελέτη διεργασία, επιλέχθηκε ο ψυχρός καθαρισμός του αερίου αντί του θερμού, διότι το παραγόμενο αέριο σύνθεσης από RDF περιέχει επικίνδυνα συστατικά (HCl, H2S, βαρέα μέταλλα, αλκάλεα κτλ) που δεν μπορούν να διαχωριστούν αποτελεσματικά από τα κεραμικά φίλτρα που χρησιμοποιούνται στον θερμό καθαρισμό. Το εκτεταμένο σύστημα καθαρισμού που επιλέχθηκε είναι ικανό να επιτύχει τα όρια εκπομπών που επιβάλλονται από την ευρωπαϊκή νομοθεσία (WID) και ταυτόχρονα να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις του αεριοστροβίλου ώστε να μην εμφανιστούν φαινόμενα διάβρωσης. Αναλυτικό διάγραμμα ροής της μονάδας IGCC παρατίθεται στην εικόνα 3. Λεπτομερής περιγραφή των σταδίων της διεργασίας δεν θα γίνει, διότι κρίνεται ότι ξεφεύγει από τους σκοπούς και τους στόχους του παρόντος άρθρου. Σκοπός της οικονομικής ανάλυσης που πραγματοποιήθηκε ήταν να εκτιμηθεί το ύψος της πάγιας επένδυσης της μονάδας IGCC (€/kWe) και το κόστος παραγωγής ηλεκτρισμού (€/kWh). Κάνοντας σύγκριση του κόστους ηλεκτρισμού που υπολογίστηκε με το αντίστοιχο κόστος της κιλοβατώρας που επικρατεί στην ελληνική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας, είναι δυνατόν να εκτιμηθεί η κερδοφορία ή μη της εξεταζόμενης εγκατάστασης. Η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση της πάγιας επένδυσης είναι η κλασική προσέγγιση που χρησιμοποιούν οι μηχανικοί για τον προκαταρκτικό υπολογισμό κόστους και βασίζεται είτε σε απευθείας στοιχεία από τους προμηθευτές του αντίστοιχου εξοπλισμού είτε σε εξισώσεις κλιμάκωσης μεγέθους με χρήση εκθετικών συντελεστών, με βάση στοιχεία κόστους από την παγιωμένη διεθνή βιβλιογραφία και ανάλογα συστήματα που λειτουργούν στο εξωτερικό. Όλα τα κόστη υπολογίστηκαν σε ευρώ με βάση το έτος 2006 και όπου ήταν απαραίτητο εφαρμόστηκαν οι συντελεστές διόρθωσης κόστους Marshall and Swift. Η διάρκεια ζωής της εγκατάστασης ήταν 20 χρόνια, η κατασκευαστική περίοδος θεωρήθηκε ίση με 4 χρόνια, ενώ το ονομαστικό επιτόκιο και ο πληθωρισμός ελήφθησαν 10% και 3% αντίστοιχα. Για τον υπολογισμό του κόστους παραγωγής ηλεκτρισμού χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος bus-bar, όπου διαιρείται το συνολικό ετήσιο κόστος παραγωγής με την συνολική ετήσια παραγωγή ηλεκτρισμού. Το κόστος παραγωγής περιλαμβάνει την απόσβεση του πάγιου κεφαλαίου, το κόστος καυσίμου, το σταθερό πάγιο κόστος και το μεταβλητό κόστος. Δεν λήφθηκε υπόψη στοιχείο κέρδους, ενώ θεωρήθηκε ότι η μονάδα θα προμηθεύεται δωρεάν τις απαραίτητες ποσότητες αστικών απορριμμάτων για την παραγωγή των πελλετών RDF / λιγνίτη. Λεπτομερής πληροφορίες για τις παραδοχές και τις τεχνοοικονομικές παραμέτρους τoυ παρόντος άρθρου μπορούν να αναζητηθούν στη δημοσιευμένη εργασία: Koukouzas et. al., Waste Management 28 (2008), pp. 1263-1275. 

Αποτελέσματα και συζήτηση       

Η προκαταρκτική εκτίμηση κόστους κατέδειξε ότι η εγκατάσταση μιας μονάδας IGCC άμεσης αεριοποίησης δυναμικότητας 30 ΜW με μίγμα καυσίμου RDF/λιγνίτη στην Περιφέρεια Δυτικής Μακεδονίας δεν είναι επικερδής, λόγω της υψηλής πάγιας επένδυσης (3,867 €/kWe) και παρά το χαμηλό κόστος εφοδιασμού του καυσίμου (0.011 €/kWh). Η τεχνολογία της συνδυασμένης αεριοποίησης δεν είναι αρκετά ώριμη και επομένως απαιτούνται υψηλά κεφάλαια για την εγκατάσταση συστήματος άμεσης αεριοποίησης μεσαίας κλίμακας. Το κόστος ηλεκτρικού ρεύματος που υπολογίστηκε δεν ήταν ανταγωνιστικό (0.0926 €/kWh), συγκρινόμενο με τις υφιστάμενες τιμές ηλεκτρικής ενέργειας στην ελληνική αγορά, και κατά συνέπεια απαιτείται επιπλέον οικονομική αξιολόγηση. Ο κύριος παράγοντας που καθιστά την επένδυση μη ελκυστική είναι το υψηλό κόστος πάγιας επένδυσης που απαιτείται για την αγορά του εξοπλισμού. Σημαντική διαφοροποίηση παρατηρείται στην οικονομική ανάλυση εάν αυξηθεί η εγκατεστημένη δυναμικότητα της μονάδας. Για μια μονάδα των 200 MW το κόστος ηλεκτρισμού ανέρχεται σε 0.0366 €/kWh, ενώ για μια μονάδα των 400 MW το κόστος παραγωγής είναι σχεδόν ίσο με αυτό των λιγνιτικών σταθμών της ΔΕΗ Α.Ε., όπως φαίνεται από την γραφική παράσταση 1. Αναφορικά με το ύψος της πάγιας επένδυσης, εξετάστηκε επίσης η επίδραση της κλιμάκωσης μεγέθους και ομοίως παρατηρήθηκε ότι η επένδυση δεν είναι ελκυστική για μονάδες μικρότερες των 350 ΜW, όπως φαίνεται στην γραφική παράσταση 2. Δυστυχώς όμως οι ποσότητες των στερεών αποβλήτων στην Περιφέρεια Δυτικής Μακεδονίας δεν επαρκούν για μονάδες μεγαλύτερης δυναμικότητας. Εάν ληφθούν υπόψη τα περιβαλλοντικά οφέλη της υπό μελέτη εγκατάστασης και ενσωματωθούν κατάλληλα στο υπολογιζόμενο κόστος παραγωγής, τότε το κόστος είναι δυνατόν να γίνει χαμηλότερο ακόμα και από αυτό τον συμβατικών λιγνιτικών σταθμών. Η διεργασία που μελετήθηκε θα ήταν αποδεκτή επί του παρόντος, εάν ξεκινούσε η βαθμιαία κατασκευή της μονάδας κοντά σε μεγάλους θερμικούς σταθμούς της ΔΕΗ A.E., βασισμένη στην παράλληλη αεριοποίηση. Το παραγόμενο αέριο καύσιμο θα τροφοδοτείται απευθείας στους υφιστάμενους λιγνιτικούς λέβητες με ελάχιστη επεξεργασία, σαν βοηθητικό καύσιμο σε περιόδους χαμηλής ζήτησης φορτίου ή σαν καύσιμο εκκίνησης του σταθμού.

Eπίσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις όπου η ποιότητα του λιγνίτη είναι έξω από τα αποδεκτά όρια λειτουργίας του λέβητα. Στη συνέχεια, μπορεί να γίνεται βαθμιαία η ενσωμάτωση και των υπόλοιπων σταδίων του συνδυασμένου κύκλου (καθαρισμός αερίου, παραγωγή ισχύος) με απώτερο σκοπό να εγκατασταθεί μια πραγματική μονάδα IGCC άμεσης συνδυασμένης αεριοποίησης.

Αυτή φαίνεται να είναι και η πιο λογική επιλογή για την εφαρμογή της συνδυασμένης αεριοποίησης στα ελληνικά δεδομένα, εφόσον υπάρχει ακόμα κάποιου βαθμού αβεβαιότητα και τεχνικά εμπόδια στην τεχνολογία IGCC, τα οποία έχουν εντοπιστεί από τη λειτουργία ανάλογων συστημάτων στο εξωτερικό. Επίσης, ένα άλλο κίνητρο προς αυτήν την κατεύθυνση αποτελεί η εποχιακή μεταβολή στην ποιότητα και την ποσότητα των αστικών αποβλήτων, οπότε η εγκατάσταση μιας μονάδας 30 ΜW με την αυτή αναλογία RDF / λιγνίτη που χρησιμοποιήθηκε, θα χαρακτηριζότανε υψηλού ρίσκου. Αναφορικά με τα περιβαλλοντικά οφέλη, η λειτουργία μιας τέτοιας εγκατάστασης στην Δυτική Μακεδονία θα είχε σαφέστατα ως αποτέλεσμα τη μείωση των εκπομπών CO2, SO2 και ΝΟΧ, συγκρινόμενη με τη λειτουργία των συμβατικών σταθμών με χρήση λιγνίτη της ίδιας ποιότητας. Η συνδυασμένη αεριοποίηση αστικών αποβλήτων και ανθράκων δεν φαίνεται να παρουσιάζει εκτεταμένο ενδιαφέρον παγκοσμίως. Υπάρχουν εγκαταστάσεις, είτε επιδεικτικού χαρακτήρα είτε εμπορικής κλίμακας, που λειτουργούν αλλά υπάρχουν ακόμα τεχνικά εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν όπως ο οικονομικός τρόπος καθαρισμού του αερίου σύνθεσης και οι μετασκευές στους αεριοστροβίλους ώστε να γίνει δυνατή η χρήση αυτού του αερίου.

Σε γενικές γραμμές, τα κόστη μιας διεργασίας μειώνονται όσο χτίζονται νέες μονάδες και συσσωρεύεται εμπειρία. Η εφαρμογή της συνδυασμένης αεριοποίησης δυσχεραίνεται από τα τυπικά χαρακτηριστικά μιας νέας τεχνολογίας: υψηλό κόστος πάγιας επένδυσης, υψηλά εργατικά και χαμηλή αξιοπιστία.

Για αυτό το λόγο η οικονομική ανάλυση τέτοιων συστημάτων δεν μπορεί να στηριχθεί σε στοιχεία που βασίζονται σε εμπειρία παρά μόνο σε στοιχεία για την εγκατάσταση της πρώτης μονάδας, τα οποία σχεδόν πάντα καθιστούν την επένδυση μη ελκυστική.

Τα ολοένα και αυξανόμενο κόστος της συμβατικής διαχείρισης και εναπόθεσης των απορριμμάτων και η τάση στις περισσότερες ανεπτυγμένες χώρες να μειωθεί το κλάσμα των οργανικών αποβλήτων που οδηγείται σε ΧΥΤΑ, για περιβαλλοντικούς και νομοθετικούς λόγους, καθιστά την επένδυση σε εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας από απόβλητα ολοένα και πιο ελκυστική. Μεσοπρόθεσμα, ο άνθρακας, η βιομάζα και τα στερεά απορρίμματα, και κυρίως ο συνδυασμός αυτών, θα αποτελέσει την κύρια τροφοδοσία για τα συστήματα αεριοποίησης.

Η ανάγκη για εκτεταμένη ανακύκλωση, η αυστηρότερη περιβαλλοντική νομοθεσία και η σχετικά μεγάλη διαθεσιμότητα αποθεμάτων άνθρακα, σε συνδυασμό με τη μείωση των πετρελαϊκών αποθεμάτων, δεν επιτρέπουν άλλη επιλογή. Ειδικά στην Ελλάδα, στηριζόμενοι στα εγχώρια λιγνιτικά αποθέματα, οι καινοτόμες τεχνολογίες παραγωγής ενέργειας του 21ου αιώνα μπορούν να εφαρμοστούν άμεσα και αποδοτικά και να ενσωματωθούν στο ενεργειακό σύστημα και στο σύστημα διαχείρισης αποβλήτων της χώρας μας. 

Βιβλιογραφία – Αναφορές

1. Kwak T. – H., Maken S., Lee S., Park J – W., Min B. and Yoo Y. D., 2006. Environmental Aspects of Gasification of Korean Municipal Solid Waste in a Pilot Plant, Fuel 85, 2012-2017.

2. Pinto F., Franco C., Andre R. N., Tavares C., Dias M., Gulyurtlu I. and Cabrita I., 2003. Effect of Experimental Conditions on Co-gasification of Coal, Biomass and Plastic Wastes with Air/steam Mixtures in a Fluidized Bed System, Fuel 82, 1967-1976.

3. Collot A.-G., Zhuo Y., Dugwell D. R. and Kandiyoti R., 1999. Co-pyrolysis and co-gasification of Coal and Biomass in Bench-scale Fixed-bed and Fluidized Bed Reactors, Fuel 78, 667-679.

4. Valero A. and Uson S., 2006. Oxy-co-gasification of Coal and Biomass in an Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) Power Plant, Energy 31, 1643-1655.

5. Department of Trade and Industry, 2002. Technology Status Report No. 17, Waste/Biomass Co-gasification with Coal, London.

6. Williams, C. B., 2000. Workshop Proceedings: Profit from Gasification, Report No. COAL R197, DTI/Pub URN 00/1079, London.

7. Hotchkiss, R., Livingston, W. and Hall M., 2002. Waste/Biomass Co-gasification with Coal, Report No. COAL R216, DTI/Pub URN 02/867, London.

8. Aznar M. P., Caballero M. A., Sancho J. A. and Frances E., 2006. Plastic Waste Elimination by Co-gasification with Coal and Biomass in Fluidised Bed with Air in Pilot Plant, Fuel Processing Technology 87, 409-420.

9. Yuehong Z., Hao W. and Zhihong X., 2006. Conceptual Design and Simulation Study of a Co-gasification Technology, Energy Conversion and Management 47, 1416-1428.

10. Liebner W. and Ulber D., 2000. MPG-Lurgi Multipurpose Gasification: application in gas-gasification. Proceedings of the 2000 Gasification Technologies Conference, San Francisco, CA.

11. Karg, J., Haupt, G. and Zimmerman G., 2000. Optimized IGCC Cycles for Future Applications, Gasification Technology Conference, San Francisco.

12. Koukouzas, N., Kakaras, E. and Grammelis, P., 2004. The Lignite Electricity-generating Sector in Greece: Current Status and Future Prospects, International Journal of Energy Research 28, 785-798.

13. Solid Waste Management of Western Macedonia S.A., 2004. General data on Integrated Solid Waste Treatment System of Western Macedonia, Kozani (in Greek).

14. CERTH/ISFTA, 2002. Co-gasification of Coal and Wastes for Power Generation, THERMIE-SF/08/98/DE, Final Report.

Ο Πάνος Κουλέρμος είναι εξοικειωμένος με τον τρόπο που οι αρχαίοι Έλληνες ενσωμάτωναν τη μορφή των κτιρίων στο τοπίο. Αλλά και στον συσχετισμό ενός μέρους με την ιστορία και τη γεωγραφία του. Τα σχέδιά του αποτελούν απάντηση στην πολεμική διάθεση του Alberto Sactoris, η οποία ερμηνεύει τον ρασιοναλισμό ως σταθερή δύναμη στην αρχιτεκτονική και παράλληλα ακολουθεί τις παραδοσιακές πορείες του Μεσογειακού Κλασικισμού. Τα κύρια χαρακτηριστικά της μοντέρνας ελληνικής αρχιτεκτονικής όπως απλότητα, σαφήνεια της μάζας και γεωμετρία, εκφράζονται με τον καλύτερο τρόπο στα έργα του Κουλέρμου. Είναι προφανές όταν παρατηρεί κάποιος τα κτιριά του ότι η μορφή, ο χώρος, η διάταξη και επιπλέον η πνευματικότητα αποτελούν μέρος των συνθετικών εργαλείων του. Η ομάδα Χ συνέπεσε με την εκπαίδευσή του, αλλά οι σημαντικότερες επιρροές του ήταν οι Le Corbusier, Giuseppe Terragni και ο ιταλικός ρασιοναλισμός, ο Louis Kahn και τα μαθήματα της ιδέας της τάξης. Τα έργα των Le Corbusier και Giuseppe Terragni είχαν μια μεγάλη επίδραση στον Κουλέρμο, όταν ήταν φοιτητής. Η επιρροή του Le Corbusier είναι σαφής στη διατριβή του για την ελληνική πρεσβεία στο Λονδίνο το 1957, όπου πρότεινε να μετασχηματίσει τον Κλασικό Μοντέρνο γραμμικό τύπο του κτηρίου σε ένα συγκρότημα με την τοποθέτηση ενός κυλίνδρου μεταξύ δύο ευθύγραμμων πύργων. Η επιρροή του συνεχίστηκε στην εργασία του στο Μιλάνο και έπειτα στην Αθήνα το 1965. Τα σχέδιά του για το νοσοκομείο ΠΙΚΠΑ για παιδιά με ειδικές ανάγκες και του αερολιμένα της Αλεξανδρούπολης επηρεάστηκαν στο περιεχόμενό τους από τους Aldo Van Eyck και Shadrach Woods, σε συνδυασμό με την πρόταση του Le Corbusier για το νοσοκομείο στη Βενετία. Ανέλυσε τον Giussepe Terragni, όταν ο καθηγητής του Douglas Stephen τού παρουσίασε μια φωτογραφία του Casa del fascio και εντυπωσιάσθηκε από το μοντέρνο, μεσογειακό πνεύμα του, όπως ο ίδιος ο Κουλέρμος είπε: “Άγγιξε την καρδιά μου, όπως θα έλεγε κι ο Corbu. Αισθάνθηκα μια ισχυρή έλξη από την ομορφιά του κτιρίου…” Η αρχιτεκτονική του Πάνου Κουλέρμου, αν και επηρεάζεται από την καθαρότητα του Le Corbusier και την παράδοση της Μεσογείου, μετατράπηκε ή καλύτερα μετασχηματίστηκε σε κάτι μοναδικό, όταν έλαβε μέρος στα μαθήματα του Louis Kahn. Τον εισάγει στη χρήση του μη ομαλού μέσα σε ένα ομαλό πλαίσιο, τα ακριβή γεωμετρικά ίχνη, την τεκτονική λογική του μνημείου και εφαρμόζει το ίδιο είδος υπέρτατης ολοκλήρωσης με το τοπίο. Αλλά το αποτέλεσμα είναι ουσιαστικό το προϊόν του μοναδικού ταλέντου του να δημιουργεί μοναδικές προτάσεις σχεδίου και μνημειακά χτισμένα περιβάλλοντα. Υπάρχουν πολλοί αρχιτέκτονες που έχουν αποκληθεί οπαδοί του Louis Kahn, αλλά δεν υπάρχει κανένας σαν τον Κουλέρμο που να έχει εφαρμόσει τα μαθήματα της ιδέας της τάξης με έναν τόσο μοναδικό τρόπο. “Η μορφή δεν έχει καμία παρουσία. Η ύπαρξή της είναι στο μυαλό μας… η μορφή προηγείται του σχεδίου. Κάθε μορφή συντίθεται μοναδικά. Η μορφή, όταν πραγματοποιείται, δεν ανήκει πια στον καλλιτέχνη. Η μορφή είναι όπως η τάξη” (Louis Kahn, L’Architecture d’Aujourd’hui, αριθ. 142, 1969).

Η ιδέα της τάξης

“Η τάξη είναι… Το σχέδιο είναι μορφή που γίνεται τάξη. Η μορφή προκύπτει από ένα σύστημα κατασκευής. Η τάξη είναι δημιουργική δύναμη. Οι συνθέσεις του Μότσαρτ είναι σχέδια. Υπάρχουν ασκήσεις τάξη της διαίσθησης. Το ύφος είναι μια υιοθετημένη τάξη. Η τάξη υποστηρίζει την ολοκλήρωση. Από την τάξη θα παραχθεί η δημιουργική δύναμη, και η δύναμη της αυτοκριτικής θα δώσει μορφή σε αυτό άγνωστο. Και έτσι οι δημιουργίες του Louis Kahn, με την πάροδο του χρόνου, καθώς ο άγνωστος γίνεται εξοικειωμένος, αποκαλύπτοντας  την πληρότητα της συμφωνικής σύνθεσής του”.

Οι αναφορές πάρθηκαν από το κείμενο της αναμνηστικής σύγκλησης για τον Luis Kahn στο πανεπιστήμιο Pennysylvania, Φιλαδέλφεια, 2 Απριλίου 1974. Ο Πάνος Κουλέρμος μελέτησε την αρχιτεκτονική του Louis Kahn, όχι για να εξετάσει το ύφος και να το λύσει, αλλά μιλώντας για το χώρο, τη διαδικασία της κατασκευής, τις σχέσεις με το πρόγραμμα, πράγματα δηλαδή που μπορεί να δει κανείς στην αρχιτεκτονική του. Βρίσκει σε αυτόν τα πράγματα που συμπαθεί, προκειμένου να εκφραστεί ο ίδιος, αλλά και παράλληλα να ακολουθήσει το αρχιτεκτονικό πρόγραμμα. Υπάρχουν πέντε σταθερές, οι οποίες επαναλαμβάνονται σε όλες τις εργασίες του Kahn. 

• Η σύνθεση – η ακεραιότητα του κτιρίου 
• Ο σεβασμός των υλικών 
• Η χωρική ενότητα ως βασικό στοιχείο 
• Η επανάληψη της οικοδόμησης 
• Οι σχέσεις μεταξύ των διαφορετικών αρχιτεκτονικών στοιχείων. 

Αυτές οι σταθερές φιλτραρίστηκαν στην εργασία του Κουλέρμου και χρησιμοποιήθηκαν για να καθορίσουν την ομορφιά της μορφής και την ιδέα της τάξης που είχε ο ίδιος είχε υιοθετήσει, μέσω των αξιών της ακεραιότητας, της τελειότητας, της συμμετρίας και της σαφήνειας. Ασχολήθηκε με αυστηρές και ισχυρές μορφές.

Το αρχιτεκτονικό λεξιλόγιο, το αρχιτεκτονικό του έργο που εκφράζει τη σταθερότητα και τη συμμετρία των καθαρών μορφών του και τη χρησιμοποίηση της λειτουργικής (functionalistic) αισθητικής, θεωρεί ότι τα μεγάλα δημόσια κτήρια πρέπει να είναι δυναμικά γεωμετρικά, προκειμένου να δηλωθεί η παρουσία τους και να αστικοποιηθεί η περιβάλλουσα περιοχή. Η τάξη είναι το εργαλείο του, όπως κι ο Kahn θέλει να δημιουργήσει σημεία αναφοράς στα ατίθασα περιβάλλοντα που συνήθως βρίσκονται στις άκρες των ελληνικών πόλεων. Η περιοχή του ερευνητικού κέντρου της Κρήτης βρίσκεται δίπλα στο υπάρχον πανεπιστήμιο του κτιρίου της Κρήτης, ακριβώς έξω από το Ηράκλειο στο δρόμο για την Κνωσσό. Ένα μέρος γεμάτο σπίτια και διαμερίσματα χωρίς καμία μορφή, περιεχόμενο και τάξη. Ο Κουλέρμος επιθυμούσε να δημιουργήσει κάτι ιδιαίτερα γεωμετρικό σε κτιριακούς όρους.

Οι περισσότεροι αρχιτέκτονες στην Ελλάδα χτίζουν χωρίς να νοιάζονται για την περιβαλλοντική επίδραση και τις περισσότερες φορές καταστρέφουν το περιβάλλον. Τα σχέδια του Κουλέρμου ενσωματώνουν τη χτισμένη μορφή με τα περίχωρά της, το τοπίο και το πλαίσιο της περιοχής. Οι δυναμικές και ισχυρές ογκομετρικές μορφές του δημιουργούν μια αρμονική αντίθεση μεταξύ του κτιρίου και του περιβάλλοντος. Ακολουθεί τον ελληνικό παραδοσιακό τρόπο δημιουργίας ενός χτισμένου διαστήματος σε συνολική ολοκλήρωση με το τοπίο, η επακόλουθη δύναμη είναι ένα μνημειακό κομμάτι της αρχιτεκτονικής. Όταν κάποιος παρατηρεί το κτίριο από μια απόσταση, βλέπει τη θαυμάσια ογκομετρική μορφή του που επιδεικνύεται ως εικόνα, η οποία εμπλουτίζει την περιοχή. Οι αρχές σχεδίου του Κουλέρμου είναι να εξελιχθεί το κτίριο με τον ίδιο τρόπο όπως μια πόλη. Ο ίδιος τρόπος υιοθετείται από το Louis Kahn στην πρόταση σχεδίου του για το Sher-e-banglanagar National Assembly Hall. Θεώρησε ότι αυτό το πρόγραμμα πρέπει να αντιμετωπιστεί ως οντότητα διαβίωσης που θα έδινε ζωή σε ολόκληρη την περιοχή. Το κύριο πρόγραμμά του το 1964 περιείχε την εθνική συνέλευση, τις δημόσιες εγκαταστάσεις, το πάρκο, την προεδρική κατοικία και το κεντρικό νοσοκομείο Ayb. Θέλησε να βάλει ολόκληρη την περιοχή σε μια τάξη, όπως έλεγε, θέλησε να κάνει την έναρξη μιας συνεχούς ανάπτυξης και ενός μετασχηματισμού της περιοχής. Θεώρησε ότι ο μελλοντικός σχεδιασμός έπρεπε να είναι στα χέρια των αρχιτεκτόνων του Μπαγκλαντές. Ο μοντερνισμός δεν έχει εστιαστεί χαρακτηριστικά στον αστικό προγραμματισμό με εξαίρεση τους Le Corbusier και Louis Kahn όπως προορίζεται να είναι επίσης ένα ενδιαφέρον για τον ρασιοναλισμό. Στο πρόγραμμα του Κουλέρμου για την Κρήτη που οργανώθηκε όπως μια μικρή πόλη, υπάρχει μια ισχυρή γεωμετρική μορφή, με το βουνό στο βάθος και θέα της θάλασσας. Παρατηρώντας τις εικόνες του κτιρίου της εθνικής συνέλευσης του Louis Kahn’s, βλέπουμε ένα ισοδύναμο θέμα, μια ισχυρή χτισμένη μορφή με σχεδόν φυσικές κυκλικές και τριγωνικές περικοπές στο πλαίσιο της κατασκευής που μοιάζει σαν ένα φρούριο που επιπλέει στην επιφάνεια της λίμνης. Και οι δύο αρχιτέκτονες σέβονται και θαυμάζουν τη φύση δημιουργώντας έναν ποιητικό και ογκομετρικό διάλογο με το τοπίο. Για τον Κουλέρμο, ο χώρος οργανώνεται στο σχέδιο από τη σύνθεση της τοποθέτησης διάφορων αρχιτεκτονικών στοιχείων σε τάξη.

Κάθε μέρος της χωρητικής ενότητας είναι μια ανεξάρτητη μονάδα που είναι αυτόνομη στο γενικό σχεδιάγραμμα του σχεδίου. Βλέποντας το σχέδιο του ερευνητικού προγράμματός του για ένα κοινοτικό κέντρο αναψυχής στη Βενετία, προσπαθεί να κάνει μια αρχιτεκτονική σύνδεση με το Βενετικό περιεχόμενο. Το αμφιθέατρο σχεδιάζεται για να είναι στον άξονα με το κανάλι και κάτω από αυτό, τα γήπεδα καλαθοσφαίρισης και το γήπεδο αντισφαίρισης τοποθετούνται σε μια παράλληλη διάταξη για να δημιουργηθεί ένα ευθύγραμμο σχέδιο. Όταν ο Κ.Frampton σχολίασε αυτό το έργο, είπε πως πρόκειται για ένα ρασιοναλιστικό tour-de-force σε απάντηση στο πρόγραμμα και έχει μια βενετική γεύση για το λόγο ότι η κατασκευή των υπόγειων θαλάμων παραπέμπει σε πλοίο. Η κρίσιμη αξιολόγηση του Frampton μπορεί να ενισχυθεί σε σχέση με το μουσείο τέχνης Kimber του Louis Kahn’s, στο Ford Worth, Τέξας. Η κατά τον Kahn ενσωμάτωση της δομής, του χώρου και του φωτός, επιτυγχάνεται μέσω της απόλυτης αμεσότητας και της σαφήνειας. Οι μονάδες τακτοποιούνται σε μια παράλληλη διάταξη και δημιουργούν μια ατμόσφαιρα ιταλικής αναγέννησης, όπως οι υπόγειοι θάλαμοι του Κουλέρμου, στο Community Research Centre. Οι υπόγειοι θάλαμοι του Kahn συνδέουν το εξωτερικό διάστημα με το εσωτερικό, δημιουργούν μια ζώνη μετάβασης που προετοιμάζει και προσελκύει τους επισκέπτες. Δύο συμμετρικές πηγές προκαλούν επίσης ένα μεσογειακό συναίσθημα που επίσης προκαλεί και ο Κουλέρμος με το σχέδιο του υπαίθριου αμφιθεάτρου. Και οι δύο αρχιτέκτονες έχουν μια κοινή χωρητική οργάνωση των αρχιτεκτονικών στοιχείων, χρησιμοποιούν την ίδια αρχιτεκτονική γλώσσα, την αυλή, τους υπόγειους θαλάμους, υπάρχει αυτή η έκθεση μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού, η αίσθηση της χωρητικής ποιότητας, της εγγύτητας των υλικών, και του κοιτάγματος πίσω στις ρίζες του μεσογειακού Κλασικισμού και της Ιταλικής Αναγέννησης. Το πάθος του Κουλέρμου για την αρχιτεκτονική του Louis Kahn και τα μαθήματα της ιδέας της τάξης εκφράστηκε το 1988, στο πρόγραμμα για τη διάσκεψη και το κοινοτικό κέντρο στο Λα Χόγια στη Καλιφόρνια. Σχεδίασε μια πρόταση για ένα θέμα που πάντα τον συνάρπαζε, επειδή συνδέεται με το ίδρυμα Salk του Kahn. Το αρχιτεκτονικό πρόγραμμά του περιλαμβάνει την κλασική ελληνική αρχιτεκτονική, τις ιταλικές ορεινές πόλεις, τα ελληνικά νησιά και τις μεσοαμερικάνικες πυραμίδες και ναούς. Εμπνεύστηκε τη βασική ιδέα του στην ακρόπολη-φρούριο του Kahn με ένα ισχυρό γεωμετρικό σχέδιο που καθορίζεται από τα ανόμοια διαστήματα και μορφές. Τα αρχιτεκτονικά στοιχεία και οι μονάδες, που είναι γνώριμα τόσο στη δουλειά του Κουλέρμου όσο και στου kahn, το αμφιθέατρο, ο περιβάλλων τοίχος, το περίγραμμα, οι κεκλιμένες ράμπες και οι υπόγειοι θάλαμοι. Η ιδέα της τάξης εκφράζεται με τον καλύτερο τρόπο στα προγράμματα για τη συγκρότημα κτιρίων και την νέα πανεπιστημιούπολη του πανεπιστημίου της Κρήτης και των εγκαταστάσεων FORTH. Δημιουργεί μια ταυτότητα και συγχρόνως μια διαφορά. Σε αντίθεση με το Μινωικό παλάτι που εμφανίζεται τυχαίο, προσπαθεί να βάλει μια τάξη. Σύμφωνα με τους αρχαιολόγους, το σχέδιο του παλατιού ήταν το κεντρικό παλάτι και οι μονάδες οικοδόμησης που προγραμματίστηκαν σε μια στρογγυλή διάταξη. Αυτή η στρατηγική προγραμματισμού ήταν πιο πρακτική παρά αισθητική. Η παρατυπία του σχεδίου και η διαφορά των επιπέδων στεγών είναι τα στοιχεία που ο Koulermos μετατρέπει πριν από τη χρήση στο μοναδικό δρόμο του να δημιουργήσει μια αίσθηση της αστικοποίησης. Ο ορισμός “αστική πλατεία” είναι το δημόσιο κτίριο όπου η χωρική οργάνωση που εδρεύει σε αυτό, το δικαστήριο αποκρίνεται σε αυτό και τα παρακείμενα κτήρια το περιβάλλουν. Ο Louis Kahn χρησιμοποίησε επίσης τον όρο “πλατεία”, όταν σχεδίασε τα προαύλια και τους δημόσιους χώρους για τα σύνθετα κτήρια ή σχολεία. Γιατί αντιπροσωπεύει μια θέση της συνεδρίασης, των κοινωνικών δραστηριοτήτων, θέλει να δημιουργήσει μια ατμόσφαιρα της ιταλικής αναγέννησης με έναν παραδοσιακό τρόπο που ο σκοπός του είναι ουσιαστικός και ζωτικής σημασίας στις σύγχρονες ημέρες απομόνωσης και ανθρώπινης αποξένωσης. Όταν οι αρχιτέκτονες εξετάζουν ένα πρόγραμμα προσπαθούν να εξετάσουν όλες τις παραμέτρους, και τους παράγοντες που σχετίζονται με αυτό. Ο χαρακτήρας του κτηρίου και οι κάτοχοι διαδραματίζουν ένα σημαντικό ρόλο στην τελική σύνθεση του κτηρίου. Ο αρχιτέκτονας γίνεται συγγραφέας και προσπαθεί να δημιουργήσει ένα σκηνικό, γίνεται ζωγράφος και προσπαθεί να παράγει ένα θέμα. Αυτή την αρχιτεκτονική διαδικασία επικαλείται ο Κουλέρμος στα περισσότερα από τα έργα του, προσπαθεί να παράγει ένα θέμα που θα είναι σε απόλυτη αρμονία με το πλαίσιο της περιοχής. Στο πρόγραμμά του για ένα νηπιαγωγείο, στο Λος Άντζελες, προσπαθεί να καλύψει τις ανάγκες των μικρών παιδιών με την πρότασή του. Η ιδέα του είναι μια μίνι-πόλη που περιβάλλεται από έναν τοίχο, μια χωρική έννοια όπου οι τοίχοι που χρησιμοποιούνται ως ασφαλή εμπόδια για τα μικρά παιδιά. Τα αρχιτεκτονικά στοιχεία του περιλαμβάνουν από τις κεκλιμένες ράμπες, τις γέφυρες και πύργους. Δημιουργεί μια Μεσαιωνική ατμόσφαιρα. Η έννοια της μίνι-πόλης φιλτραρίστηκε, επαναπροσδιορίστηκε και έγινε “το Μεσαιωνικό κάστρο”, όπου τα παιδιά στον κόσμο φαντασίας τους παίρνουν μυθικούς χαρακτήρες και υιοθετούν πλασματικούς ρόλους, αλλά σε αυτήν την περίπτωση το ρόλο τον υιοθετεί το κτήριο αντί των παιδιών. Πέτυχε μέσω μιας αφηρημένης επεξεργασίας των λογικών στοιχείων της αρχιτεκτονικής παράδοσης. Τα στοιχεία είναι συμβολικά και δυναμικά μάλλον στατικά. Επιπλέον, προσπαθεί να επιδείξει τα προβλήματα, που πολλά σχολεία αντιμετωπίζουν, πολλοί άνθρωποι χαρακτηρίζουν τα σχολεία ως απρόσωπα όργανα χωρίς πλαίσιο, μορφή ή τάξη και κάθε “ξένος” μπορεί να επιτεθεί στα μικρά παιδιά.

Προκειμένου να προστατευθούν οι πελάτες του, όπου οι πελάτες είναι τα παιδιά, δημιουργεί ένα αμυντικό σχεδιάγραμμα. Παρατηρώντας το σχέδιό του μπορούμε να πούμε ότι πρόκειται για μια απλοϊκή σύνθεση, ένας θολωτός ορθογώνιος όγκος και τρεις κύλινδροι που περιβάλλονται από έναν τοίχο. Αυτό το σχέδιο μπορεί επίσης να είναι ένα σχέδιο για ένα κάστρο όπου οι τρεις κύλινδροι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τις περιοχές εργασίας, ο θολωτός ορθογώνιος όγκος για τις εγκαταστάσεις ύπνου, φαγητού και υποστήριξης και η διάβαση των πεζών στον τοίχο περιμέτρου είναι η ασπίδα με τους φύλακες για να προστατεύσει τους κατόχους του.

Το σχέδιο ακολουθεί το πρόγραμμα αλλά μπορεί να είναι ανταλλάξιμο, όπως περιγράφεται ήδη πριν. Από την άλλη, ο Louis Kahn, στο πρόγραμμά του για το κέντρο της Φιλαδέλφειας το 1956, συνέταξε μια πρόταση όπου μεταρρυθμίζει το σχεδιάγραμμα των οδών. Απεικονίζει τις οδούς ως ποταμούς με τους λιμένες και τα κανάλια και τα πάρκα αυτοκινήτων ως αποβάθρες και αποβάθρες. Το πρόγραμμά του είναι μεταβλητό όπως το σχέδιο του Κουλέρμο, ακολουθεί τις ίδιες αρχές και υιοθετεί τις παρόμοιες σκέψεις αλλά σε μια αστική κλίμακα. Η ιδέα του είναι να δημιουργήσει μια κυκλική πόλη και να εσωκλείσει όλα τα συστήματα μεταφορών και οι αθλητικές τις εγκαταστάσεις στο κέντρο. Οι χώροι στάθμευσης των αυτοκινήτων σχεδιάζονται ως στάδιο, με την κατοικία και τους εργασιακούς χώρους στο εξωτερικό δαχτυλίδι. Δημιουργεί έναν τοίχο περιμέτρου των στρογγυλών πύργων. Τροποποιεί τη φύση των διαδρομών κυκλοφορίας και στάσιμα διαστήματα, αλλάζει το πρόγραμμα. Ο επαναπροσδιορισμός του της κυκλοφορίας και για τους πεζούς και τροχαίας προκαλεί ένα ταξίδι σε έναν προηγούμενο κόσμο. Το θέμα του προήλθε από τους αρχιτέκτονες των μεσαιωνικών γοτθικών καθεδρικών ναών. Δημιουργεί ένα δίκτυο “των οδογεφυρών” για την κυκλοφορία “τις πύλες” για την πρόσβαση στο συγκρότημα. Το “θέμα” αντιπροσωπεύει την ποίηση της αρχιτεκτονικής που έχει τις ρίζες της στη μνήμη, στην τοποθεσία. Όπως ο Kahn, έτσι και ο Κουλέρμος, συνδέει το μέρος με τις επίσημες τυπολογικές αναφορές και αναπτύσσει την αρχιτεκτονική του ως οπτική εντύπωση, μια προσπάθεια να δημιουργηθούν οι μορφές και τα αντικείμενα. Αποτυπωμένες στο μυαλό, συμβολικές και μνημονικές εικόνες χτισμένων μορφών που είστε υπερήφανοι να κοιτάξετε και να θαυμάσετε. Κλασική αρχιτεκτονική σε οποιοδήποτε πλαίσιο και οποιαδήποτε κατεύθυνση που σέβονται την ιστορία και τις συνδέσεις του Κλασικισμού με τον Μοντερνισμό. Παρατηρώντας τα σχέδιά τους και αποτυπωμένες εικόνες του χώρου, της μορφής και της τάξης, βλέπουμε την αρμονία που τα συνδέει. Είναι προφανές ότι είχαν μια βαθιά κατανόηση για το πώς κάθε υλικό πρέπει να αντιμετωπιστεί προκειμένου να γίνει η καλύτερη προσπάθεια. Το σύστημα της κατασκευής που στηρίζεται στην πραγματικότητα και την παράδοση, όχι σε μια ιστορική παράδοση, αλλά στην παράδοση της κατασκευής. Η ενσωμάτωση της κατασκευής και των υλικών με την επακόλουθη ογκομετρική μορφή προέρχεται από το σεβασμό για το πώς μπορεί να γίνει η σύνθεση των υλικών με ένα λογικό και παραδοσιακό τρόπο. Όπως στον Le Corbusier, στον Louis Kahn και τον Πάνο Κουλέρμο, η ιδέα των υλικών και της εργασίας του φωτός με έναν κλασσικό τρόπο. Ένας τρόπος που προέρχεται από τις ελληνικές κλασικές και παραδοσιακές αξίες, όπως π.χ. ο Παρθενώνας. Η σύνθεση του σχεδίου είναι βασισμένη σε μια σειρά αρχιτεκτονικών στοιχείων που ενσωματώνονται το ένα με το άλλο. Στην Κλασσική Μεσόγειο, το φυσικό φως καθόριζε τη φύση του χώρου. Το σχέδιο ήταν ο δείκτης που έδειχνε που υπήρχε ή όχι φως. Ότι χρησιμοποιείτο είχε ένα συγκεκριμένο ρόλο, ο σκοπός ήταν να μην υπάρχει υπερβολή. Κοιτάζοντας τις εικόνες, μορφές και λεπτομέρειες συνειδητοποιούμε ότι το φως καθορίζει τον όγκο αναπτύσσει τη χωρική οργάνωση και την έκφραση ανύψωσης. Το φως μας βοηθά να δούμε την τάξη. Χωρίς φως, δεν υπάρχει καμία τάξη, χωρίς τάξη δεν υπάρχει αποτελεσματικό φως. Το φως παράγει την επεξεργασία των προσόψεων που είναι διαφοροποιημένες, σύμφωνα με τις κλιματολογικές αντιδράσεις, τον προσανατολισμό και τη θέση. Το επιστημονικό κέντρο του πανεπιστημίου της Κρήτης στο Ηράκλειο, το νηπιαγωγείο στο Λος Αντζελες, το ίδρυμα της έρευνας και τεχνολογίας είναι μερικά από τα καλύτερα παραδείγματα της επεξεργασίας του φωτός του ήλιου από τον Κουλέρμο. Από την άλλη μεριά,  το ίδρυμα Salk Kahn στην Καλιφόρνια, το κοινοβούλιο και το νοσοκομείο στο Μπαγκλαντές και σχεδόν όλα τα προγράμματά του έχουν τις βαθιές κοιλότητες και την ποικιλία στα ανοίγματα που χρησιμοποίησαν ως συσκευές για να ελέγξουν το φως. Προκειμένου να συντεθεί μια αρχιτεκτονική σύνθεση απαιτείται να αναλυθούν οι σχέσεις μεταξύ των στοιχείων της χτισμένης μορφής σε σχέση με τον ήλιο, τον αέρα και του τοπίου. 

Συμπεράσματα

Τάξη και όχι ύφος είναι η βασική λέξη που οι Κουλέρμος και Kahn έχουν στο αρχιτεκτονικό λεξιλόγιό τους. Για αυτούς, η αρχιτεκτονική είναι ένα παιχνίδι, ένα πνευματικό παιχνίδι που ψάχνει για την ιδανική μορφή και την τάξη. Αγαπούν τον ήλιο και τα σύννεφα και σέβονται τις σκιές. Αν και ως αρχιτέκτονες παράγουν απλά αρχιτεκτονικά σχέδια, το αποτέλεσμα είναι ποιητικό, επιπλέον γεφυρώνοντας το παρελθόν με το παρόν, αφήνουν ανοικτές τις πύλες για το μέλλον. Η μορφή και η αρχιτεκτονική γεωμετρία είναι μια πόρτα σε μια αποτελεσματική αρχιτεκτονική, και το κλειδί είναι η ιδέα της τάξης. Οι λεπτομέρειες στα κτίριά τους παρουσιάζουν την αγάπη τους για την τελειότητα, την αρμονία και για να υπονοήσουν συνολικά τη σαφήνεια και ενσωμάτωση της πρότασης που διαμορφώνουν. Τα αρχιτεκτονικά στοιχεία του Πάνου Κουλέρμου προέρχονται από το Μεσογειακό Κλασικισμό και την ιταλική αναγέννηση. Αγαπάει όπως κι ο Kahn, τις κολόνες, τα δοκάρια, τις αποβάθρες, τους τοίχους, τα σκαλοπάτια, τις κεκλιμένες ράμπες, τα παράθυρα, τα μπαλκόνια, τους κυλίνδρους, τους κύβους, τις αψίδες, τις γέφυρες, τα πατώματα, τις οροφές, τους φεγγίτες, τους φωταγωγούς, τις πόρτες και τις εισόδους. Για αυτόν, τα αρχιτεκτονικά στοιχεία είναι τα συστατικά που συνδυάζει για να παράγει την επιθυμητή μορφή. Τα σχέδιά του είναι πάντα προσανατολισμένα προς τα συστήματα φωτός, τάξης και κατασκευής, και αυτά του δίνουν μια υγιή καθαρότητα. Αυτό που μας κάνει να γράψουμε ένα τέτοιο δοκίμιο είναι το κοινό μας πάθος για την ακεραιότητα, τη σαφήνεια μέσω της αρμονίας και την τελειότητα. Μοιραζόμαστε τον ίδιο μεσογειακό ήλιο, την ελληνική ιστορία και τις ιδιωματικές παραδόσεις, θαυμάζουμε τη συμπεριφορά του ήλιου, τις ποιητικές εκφράσεις των μορφών αλλά επιπλέον και την ιδέα της τάξης. Ο Πάνος Κουλέρμος είναι μεταξύ των λίγων ανθρώπων που ενίσχυσαν την ελληνική σύγχρονη αρχιτεκτονική και καθιέρωσαν ένα νέο κεφάλαιο παραμέτρων και προτύπων. Είναι σημαντικότατο για οποιοδήποτε σπουδαστή της αρχιτεκτονικής ή αρχιτέκτονα να έχει γνώση αυτού που αυτοί οι δύο μεγάλοι αρχιτέκτονες έκαναν και πώς επηρεάστηκαν από άλλους με τον τρόπο που σκέφτονται και σχεδιάζουν.

Προσπαθώντας να γράψουμε τις σκέψεις μας για τον τρόπο που δημιουργούν την αρχιτεκτονική, καταφέραμε να κάνουμε ένα ταξίδι στο παρελθόν, για να μάθουμε πώς να το χρησιμοποιούμε, να το σεβαστούμε και πώς να έχει τη συμβολή μας στην αρχιτεκτονική κοινωνία. Μια αρχιτεκτονική κοινωνία που δεν έχει κανένα όριο, ούτε περιορισμούς αλλά μόνο ονειρεύεται ένα ουτοπικό συναίσθημα για να συνεχίσει ό,τι οι άλλοι άρχισαν. Αισθανόμαστε αρκετά ισχυροί για να το πετύχουμε ή απλά ευτυχείς για να έχουμε μια μικρή συμβολή.

Σημειώσεις

* Το παραπάνω κείμενο βασίζεται σε εργασία που εκπονήθηκε από τον αρχιτέκτονα στην Welsh School of Architecture, UK το 2001 και έλαβε το δεύτερο βραβείο σε εθνικό διαγωνισμό δοκιμίων αρχιτεκτονικής. Όλη η μελέτη για το αρχιτεκτονικό έργο και τις επιρροές του Πάνου Κουλέρμου από τον Luis Kahn πρόκειται να κυκλοφορήσει από τις πανεπιστημιακές εκδόσεις του Barkley School of Architecture, California, USA.