Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Ερευνών

Το Εργαστήριο Περιβαλλοντικών Ερευνών (ΕΠΕΡ) έχει εκτενή ερευνητική δραστηριότητα και εμπειρία σε θέματα που σχετίζονται με την ενέργεια, το περιβάλλον και την κλιματική αλλαγή, με πρωταρχικό στόχο να συμβάλει σε διάφορες πτυχές της βιώσιμης ανάπτυξης μέσω ευρέος φάσματος υπολογιστικών και πειραματικών μεθοδολογιών με έμφαση στους ακόλουθους τομείς.

Μελέτες περιβάλλοντος / κλιματικής αλλαγής και επιπτώσεων αέριας ρύπανσης και επικίνδυνων ρύπων
Το ΕΠΕΡ εφαρμόζει μια ολοκληρωμένη προσέγγιση στις ερευνητικές του δραστηριότητες σχετικά με μελέτες στα πεδία της μετεωρολογίας, κλιματικής αλλαγής, περιβαλλοντικών επιπτώσεων, διασποράς αέριων ρύπων χρησιμοποιώντας μοντέλα πολλαπλής κλίμακας και πολλαπλών δυνατοτήτων:

• Περιφερειακά (Regional) μοντέλα μετεωρολογίας και κλίματος:
  • Μετεωρολογικές προσομοιώσεις για Ευρώπη (@15km χωρική ανάλυση) – Ελλάδα (@3km) και Αττική (@1km)
  • Εποχική πρόγνωση (Seasonal-2-Subseasonal) για 1-6 μήνες στο μέλλον με ανάλυση 5km για την Ελλάδα
  • Κλιματικές προσομοιώσεις για την Ελλάδα (@5km χωρική ανάλυση)
  • Δυναμική και στατιστική υποκλιμάκωση
• Ανάλυση και επεξεργασία χαρακτηριστικών καιρού και κλίματος
  • Στατιστική επεξεργασία ακραίων φαινομένων
  • Πολύπλοκα / Συνδυαστικά γεγονότα (compound events)
  • Αιτιατότητα (causality) και απόδοση (attribution) κλιματικών χαρακτηριστικών
• Εκτίμηση επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής και ακραίων γεγονότων (πυρκαγιές, πλημμύρες, θαλάσσια κύματα κ.λπ.) σε κρίσιμες υποδομές, την κοινωνία και οικονομία (τουρισμός, γεωργία, πολιτιστική κληρονομιά) και ενεργειακό τομέα (ανανεώσιμες πηγές ενέργειας), συμπεριλαμβανομένης και της παροχής κλιματικών υπηρεσιών
• Μετριασμός / κλιματική προσαρμογή και μείωση του κινδύνου καταστροφών
  • δρομετεωρολογική ανάλυση σύνθετων κινδύνων – Σχέδια αντιμετώπισης έκτακτης ανάγκης
  • Ανθεκτικότητα κοινοτήτων, πόλεων και διασυνδεδεμένων υποδομών
  • Ανάπτυξη περιβαλλοντικών-ενεργειακών-οικονομικών μοντέλων με την μεθοδολογία Εισροών-Εκροών
• Μοντελοποίηση ατμοσφαιρικής διασποράς επικίνδυνων ρύπων
  • Περιβαλλοντική Υπολογιστική Ρευστοδυναμική σε συνδυασμό με διαγνωστικά μετεωρολογικά μοντέλα συμπεριλαμβάνοντας μεθοδολογίες αφομοίωσης δεδομένων (data assimilation)
  • Διασπορά ρύπων – πυρηνικών/ραδιολογικών, χημικών, τοξικών, αδρανών ή ανωστικών (θετικά ή αρνητικά), σε αέρια ή σωματιδιακή μορφή – πάνω από περίπλοκη τοπογραφία ή/και γεωμετρία (π.χ. εντός αστικών περιοχών) και σε όλες τις χωρικές κλίμακες
  • Λειτουργία του ευρωπαϊκού συστήματος υποστήριξης λήψης αποφάσεων για έκτακτες ανάγκες πυρηνικών ατυχημάτων JRODOS (Java-based, Real-time On-line DecisiOn Support) και ανάπτυξη ενσωματωμένων σε αυτό υπολογιστικών μοντέλων
  • «Αντίστροφη» μοντελοποίηση (“Inverse” modelling) για τον εντοπισμό και ποσοτικό χαρακτηρισμό άγνωστων πηγών επικίνδυνων ατμοσφαιρικών ρύπων από τοπική κλίμακα μέσα σε αστικές περιοχές έως μεγάλες χωρικές κλίμακες
  • Μοντελοποίηση διακυμάνσεων ατμοσφαιρικής συγκέντρωσης ρύπων και εκτίμηση / ποσοτικοποίηση έκθεσης σε αυτούς
  • Εκτίμηση / ποσοτικοποίηση αβεβαιοτήτων στις προβλέψεις μοντέλων ατμοσφαιρικής διασποράς

Ενεργειακή μετάβαση/ Τεχνολογίες υδρογόνου
Δεδομένης της ολοένα αυξανόμενης προσοχής σε τεχνολογίες υδρογόνου, οι οποίες θεωρούνται κύριο στοιχείο της στρατηγικής για τον μετασχηματισμό του παγκόσμιου ενεργειακού τομέα, το ΕΠΕΡ έχει αναπτύξει εκτενείς δραστηριότητες και σημαντικές διεθνείς συνεργασίες στον τομέα της αποθήκευσης υδρογόνου σε στερεά κατάσταση καθώς και σε θέματα ασφάλειας υδρογόνου.

• Αποθήκευση υδρογόνου
  • Ανάπτυξη / αξιολόγηση υλικών (νανοπορώδεις ροφητές, μεταλλοϋδρίδια, σύνθετα) και συστημάτων αποθήκευσης υδρογόνου για τον τομέα των μεταφορών, στατικές εφαρμογές κλπ.
  • Διασύνδεση / θερμική ολοκλήρωση συστημάτων αποθήκευσης υδρογόνου και κυψελίδων καυσίμου
• Συμπίεση υδρογόνου
  • Σχεδιασμός, κατασκευή και δοκιμαστική λειτουργία συστημάτων συμπίεσης υδρογόνου με χρήση μεταλλοϋδριδίων
  • Πιλοτική μονάδα συμπίεσης υδρογόνου – Διασύνδεση με σταθμούς ανεφοδιασμού υδρογόνου
• Ασφάλεια υδρογόνου
  • Μελέτες ασφάλειας, προσομοιώνοντας φαινόμενα έκλυσης, διασποράς και καύσης υδρογόνου, με χρήση εν οίκω (ADREA-HF) και ανοιχτού λογισμικού (π.χ. OpenFoaM) κωδίκων υπολογιστικής ρευστομηχανικής, λαμβάνοντας υπόψη όλους τους τύπους αποθήκευσης του υδρογόνου (συμπιεσμένο αέριο, υγρό, κρυο-συμπιεσμένο, αποθήκευση στερεάς κατάστασης), σε μεγάλο εύρος εφαρμογών (οχήματα / τρένα, πρατήρια υδρογόνου, κυψέλες καυσίμου), σε περίπλοκα περιβάλλοντα με διαφορετικούς βαθμούς αερισμού (ανοιχτός χώρος, περιβάλλον πόλης, τούνελ, γκαράζ, συνεργεία, κλπ.)
  • Ανάπτυξη σχετικών απλοποιημένων υπολογιστικών εργαλείων για διευκόλυνση των μηχανικών και των ελεγκτικών αρχών
  • Επέκταση της ανωτέρω μεθοδολογίας σε άλλα εναλλακτικά καύσιμα (π.χ. αμμωνία)

• Σχεδιασμός και αριστοποίηση αυτόνομων υβριδικών συστημάτων ΑΠΕ-υδρογόνου για απομακρυσμένες περιοχές, μη διασυνδεδεμένα νησιά κλπ.

Εκτίμηση επικινδυνότητας από χημικά ατυχήματα σε συμβατικές υποδομές
Ανταποκρινόμενοι στην ανάγκη να υποστηριχτεί η περαιτέρω ανάπτυξη της υπάρχουσας ενεργειακής και περιβαλλοντικής βιομηχανίας της χώρας με ασφαλή και αποτελεσματικό τρόπο το ΕΠΕΡ έχει αναπτύξει σημαντική εξειδίκευση σε θέματα βιομηχανικής ασφάλειας και σε θέματα ασφάλειας υποδομών τούνελ.

• Βιομηχανική ασφάλεια
  • Εκτίμηση επικινδυνότητας / συνεπειών από χημικά ατυχήματα λόγω αποθήκευσης / χρήσης επικίνδυνων ουσιών (υδρογονάνθρακες, χλώριο, αμμωνία, αργό, κλπ) σε περίπλοκα βιομηχανικά περιβάλλοντα, με εφαρμογή του εν οίκω κώδικα υπολογιστικής ρευστομηχανικής ADREA-HF.
• Ασφάλεια τούνελ
  • Εκτίμηση επικινδυνότητας / συνεπειών από χημικά ατυχήματα από χρήση συμβατικών οχημάτων σε τούνελ με εφαρμογή του κώδικα υπολογιστικής ρευστομηχανικής ανοιχτού λογισμικού FDS καθώς και του εν οίκω κώδικα υπολογιστικής ρευστομηχανικής ADREA-HF.

Βελτίωση βιομηχανικών διεργασιών περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος
Το ΕΠΕΡ έχει καταβάλει σημαντική προσπάθεια για την ανάπτυξη μεθοδολογιών (και σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Νανοεπιστημών και Νανοτεχνολογίας) για τη βελτίωση απαιτητικών βιομηχανικών διεργασιών περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος, μέσω π.χ.

• Πειραματικών και υπολογιστικών μελετών διεργασιών ρόφησης, διάχυσης, πολυφασικής ροής καθώς και της ανάπτυξης ροφητικών συστημάτων για εφαρμογές αποθήκευσης/ διαχωρισμού αερίων (π.χ. H2, CO2, CH4) σε τεχνολογίες δέσμευσης και αποθήκευσης CO2, αναβάθμισης φυσικού αερίου/βιοαερίου κλπ.
• Μοντελοποίησης και χαρακτηρισμού υπόγειων ταμιευτήρων (πετρελαίου, φυσικού αερίου, νερού) – ανάπτυξης μεθόδων (π.χ. ιχνηθετών) για βελτίωση τεχνολογιών εξόρυξης

Ανθεκτικότητα διασυνδεδεμένων κρίσιμων υποδομών
Το ΕΠΕΡ έχει αποκτήσει μοναδική στην Ελλάδα εμπειρογνωμοσύνη στον τομέα της αξιολόγησης επικινδυνότητας και ανθεκτικότητας ετερογενών κρίσιμων υποδομών (ενέργεια, νερό, μεταφορές, τηλεπικοινωνίες, υγεία, χρηματοδότηση, πυρηνική, κυβερνοχώρος, ναυτιλία) και οντοτήτων:

• Μοντελοποίηση επικινδυνότητας και ανθεκτικότητας υποδομών
• Φυσική προστασία εγκαταστάσεων
• Εκτίμηση απειλών