Energia z fal i pływów przestaje być ciekawostką. Ocean może stabilizować system OZE

• Globalny potencjał energii fal i pływów szacowany jest na około 3911 TWh rocznie, co odpowiada mniej więcej 13% obecnego światowego zużycia energii elektrycznej. Więcej niż obecna roczna produkcja energii elektrycznej wszystkich elektrowni jądrowych na świecie. 
• W przeciwieństwie do wiatru i słońca, ruchy wody są w pełni przewidywalne, co pozwala na precyzyjne planowanie dostaw i stabilizację sieci w krytycznych momentach.
• Rynek zaczyna mocno przyspieszać. Choć dotychczas to Europa dyktowała warunki, Departament Energii USA zainwestował już miliard dolarów w budowę gigantycznego poligonu testowego PacWave.

Energia oceanów brakującym ogniwem transformacji energetycznej?

Globalna dyskusja o transformacji energetycznej kręci się dziś wokół kolejnych rekordów wydajności osiąganych przez farmy wiatrowe i panele słoneczne. Tymczasem tuż pod powierzchnią mórz kryje się potężne źródło energii, które wciąż pozostaje niedocenione.

Najnowszy raport organizacji Ocean Energy Europe przynosi jednak jednoznaczne wnioski. Technologie pozyskiwania energii z oceanów to nie tylko kosztowna ciekawostka dla inżynierów, ale potencjalnie brakujące ogniwo światowego miksu energetycznego. Bez niego trudno będzie zbudować stabilny system oparty na odnawialnych źródłach energii.

Oceany mogą produkować znacznie więcej energii, niż sądzimy

Zasoby energii skumulowane w otwartych wodach potrafią zaskoczyć. Analiza przeprowadzona w zaledwie dwudziestu krajach, które dokładnie zbadały swoje wody terytorialne, wykazała, że sama energia fal i pływów mogłaby zasilić znaczną część globu.

Co ważne, te szacunki to prawdopodobnie zaledwie wierzchołek góry lodowej. Wiele regionów, zwłaszcza w Afryce i Ameryce Południowej, nie przeprowadziło jeszcze dokładnych pomiarów hydrologicznych. Realny potencjał może być więc znacznie większy.

Największą zaletą energii oceanicznej jest jej odporność na kaprysy pogody. Fale, a przede wszystkim pływy, charakteryzują się dużą przewidywalnością. Pozwala to operatorom systemów przesyłowych lepiej planować pracę sieci w momentach, gdy wiatr cichnie, a nad lądem pojawia się gruba warstwa chmur.

W perspektywie kilkunastu lat elektrownie oceaniczne mogą więc częściowo przejąć rolę bloków gazowych i węglowych, które obecnie stabilizują system i zabezpieczają go przed niedoborami energii.

Fale, pływy i podwodne latawce. Jak produkuje się energię z oceanu?

Rozwój technologii morskich idzie obecnie dwoma głównymi torami. Pierwszym jest energia fal morskich, odpowiadająca za ponad 3000 TWh rocznie szacowanego potencjału. Współczesne instalacje wykorzystują najczęściej zaawansowane mechanizmy pływające, które zamieniają ciągły ruch wody w energię mechaniczną, a następnie w energię elektryczną.

Drugim filarem są prądy pływowe. Choć oferują mniejszy potencjał, nadrabiają niemal całkowitą przewidywalnością wynikającą bezpośrednio z cykli orbitalnych Ziemi i Księżyca. Przez lata największym problemem były miejsca o niskiej dynamice wód. Klasyczne turbiny wymagały stosunkowo silnych prądów, zwykle przekraczających około 2 m/s, co znacząco ograniczało liczbę potencjalnych lokalizacji.

Przełom mogą przynieść projekty firm takich jak Minesto czy SeaQurrent. Ich podwodne „latawce” poruszają się w toni wodnej po trajektorii przypominającej ósemkę. Taki ruch pozwala efektywnie generować energię nawet przy słabszych prądach, otwierając przed inwestorami zupełnie nowe akweny.

Równolegle rozwijane są także inne rozwiązania – od wykorzystania różnicy zasolenia w ujściach rzek po konwersję energii termicznej oceanu, bazującą na różnicy temperatur między ciepłą powierzchnią a chłodnymi głębinami.

• Zobacz również: Elektrownie osmotyczne już działają. Jak z wody słonej i słodkiej powstaje prąd?

Te kraje mogą wyprodukować z oceanów więcej prądu, niż zużywają

Rozkład zasobów energii oceanicznej na mapie świata jest skrajnie nierównomierny. Istnieją regiony, które dzięki wyjątkowym warunkom hydrologicznym mogą stać się nowymi potęgami energetycznymi.

W Europie ocean mógłby pokryć nawet jedną piątą zapotrzebowania na energię elektryczną. Liderem na Starym Kontynencie pozostaje Wielka Brytania. Pełne wykorzystanie zasobów wokół Szkocji i Kornwalii mogłoby zaspokoić nawet 70 proc. krajowego popytu.

Jeszcze bardziej imponująco wyglądają dane dla Irlandii i Portugalii. Ich zachodnie wybrzeża przyjmują ogromne ilości energii niesionej przez fale Atlantyku. Potencjał ten ma przewyższać krajowe zapotrzebowanie odpowiednio o 399 proc. i 161 proc.

Po drugiej stronie oceanu kluczowym graczem jest Kanada ze słynną Zatoką Fundy. Przepływ wody podczas tamtejszych pływów przewyższa masę wszystkich rzek świata razem wziętych. Podobnie wygląda sytuacja w Chile, gdzie około 6000 kilometrów linii brzegowej wystawionej na działanie Pacyfiku mogłoby pokryć krajowe zapotrzebowanie na prąd z ponad trzykrotną nadwyżką.

W Azji Południowo-Wschodniej największe znaczenie mają archipelagi. Filipiny i Indonezja składają się z tysięcy wysp, pomiędzy którymi masy wody przeciskają się przez wąskie cieśniny i gwałtownie przyspieszają. Zagospodarowanie tych naturalnych korytarzy pozwoliłoby Filipinom wyprodukować energię odpowiadającą nawet 144 proc. krajowego zapotrzebowania.

Zachęcamy do wypełnienia ankiety. Dalsza część artykułu pod nią.

Europa stworzyła technologię, ale Amerykanie chcą przejąć rynek

Do niedawna to Europa Zachodnia i Północna dyktowały warunki w sektorze energii oceanicznej. To właśnie tutaj powstawała większość patentów, startupów i pionierskich projektów.

Sytuacja zaczyna się jednak zmieniać pod wpływem zdecydowanych działań Stanów Zjednoczonych. Amerykański Departament Energii zainwestował w technologie morskie miliard dolarów, a w stanie Oregon powstaje PacWave – największy na świecie kompleks testowy dla systemów wykorzystujących energię fal.

Amerykanie wyraźnie dostrzegli potencjał biznesowy i próbują przejąć pozycję lidera, zanim Europa zdąży skomercjalizować swoje projekty pilotażowe. Na rozwoju energii oceanicznej mogą skorzystać również kraje śródlądowe. Produkcja zaawansowanych generatorów, systemów uszczelnień czy specjalistycznego okablowania podmorskiego często odbywa się przecież w fabrykach położonych daleko od wybrzeża.

Sektor coraz mocniej zmierza także w kierunku tzw. co-location, czyli współdzielenia przestrzeni i infrastruktury. Zamiast budować osobne, kosztowne instalacje, systemy wykorzystujące energię fal mogą być montowane na obszarach działających już morskich farm wiatrowych. Wykorzystanie tych samych przyłączy, kabli i zaplecza logistycznego może znacząco obniżyć koszty inwestycji.

Energetyka oceaniczna znajduje się dziś w podobnym miejscu, w którym morska energetyka wiatrowa była kilkanaście lat temu. Przejście do masowej produkcji będzie wymagało stabilnego wsparcia rządów i dalszego rozwoju technologii. Stawka jest jednak wysoka. Energia fal i pływów może stać się ważnym elementem stabilizującym system oparty na odnawialnych źródłach energii. Dlatego trudno przejść obok niej obojętnie.

Źródła: Renewable Energy Magazine, Ocean Energy Europe – “Global Ocean Energy Resource”