Cea mai mare problemă a ta nu tine de faptul că nu ai bani. Cea mai mare problema a ta tine de faptul ca nu stii cum sa faci bani.
Un consorțiu internațional de ingineri din Marea Britanie, Olanda, Spania, Austria și alte țări va dezvolta în apropierea Insulelor Canare un prototip funcțional pentru producerea electricității folosind energia solară captată de oceane. Aspectul cel mai intrigant este că tehnologia care stă la baza acestei idei există de aproape 100 de ani și a fost testată și implementată în diverse proiecte pe parcursul întregului secol, însă randamentul relativ scăzut al acesteia a făcut-o să fie considerată o soluție marginală și puțin atractivă.
Cu toate acestea, inginerii de la start-up-ul Global OTEC, care au colaborat cu colegii lor internaționali în cadrul proiectului numit PLOTEC, finanțat de UE, afirmă că îmbunătățirile aduse acestei idei vechi de un secol pot transforma tehnologia într-o opțiune excepțională din punct de vedere al viabilității. Astfel de instalații oceanice ar putea furniza aproximativ 1,5 MW de electricitate regenerabilă, fără întreruperi, funcționând non-stop, 24 de ore pe zi, 7 zile pe săptămână!
Acești parametri de putere vin să rezolve problemele majore ale insulelor și statelor insulare. Din cauza dimensiunilor reduse și a dispersiei, insulele au dificultăți în a avea centrale electrice mari, în special cu surse regenerabile de energie. Utilizarea soluțiilor eoliene sau fotovoltaice necesită în mod inevitabil costuri semnificative pentru stocarea energiei. Cu toate acestea, majoritatea insulelor încă depind de mici centrale cu motoare diesel mari pentru producerea electricității.
Soluția propusă de Global OTEC ar implica amplasarea unor astfel de structuri cilindrice pe suprafața oceanului, la aproximativ 2-3 km de țărm, și transmiterea electricității generate pe țărm. Dacă fiecare cilindru poate produce aproximativ 1,5 MW de putere, se poate opta pentru gruparea mai multor cilindri alături, pentru a suma puterile lor. Pentru amplasarea a mai mulți cilindri, este recomandată integrarea lor pe o platformă plutitoare, pentru a evita contactul între aceștia.
Deci, cum funcționează tehnologia și de ce a durat 100 de ani să ajungă la o etapă mai viabilă? Simplu vorbind, tehnologia are denumirea abreviată de OTEC, care înseamnă Conversia Energiei Termice a Oceanelor. Ea se bazează pe utilizarea diferenței de temperatură dintre apa de la suprafața oceanelor și cea de la adâncimi de câteva sute sau chiar până la 1.000 de metri. Fizica ne arată că orice diferență semnificativă de temperatură poate genera mișcare, iar această mișcare mecanică poate fi transformată în electricitate. Cu toate acestea, deoarece este necesară o diferență de temperatură de cel puțin 20-25 de grade Celsius, tehnologia are potențial să funcționeze doar în zonele tropicale, acolo unde apa de la suprafața oceanului este suficient de caldă, fiind încălzită de energia solară.
Ei bine, rădăcinile acestei idei se regăsesc încă din anii 1880-1881, când fizicienii au propus teoretic acest concept. Însă în 1930, inginerul Georges Claude a construit prima instalație practică în apele Cubei și a reușit să genereze 22 kW de energie, folosind o turbine cu presiune joasă. Totuși, o parte din energia produsă era consumată pentru pompele instalației, necesare pentru a aduce apa rece din adâncimi la suprafață și a crea diferența de temperaturi într-un ciclu restrâns, care să propulseze turbina. Mai târziu, instalația a fost distrusă de o furtună.
În 1935, a avut loc o altă încercare când a fost construită o adevărată navă, care a acostat lângă Brazilia, însă și ea a fost distrusă de furtuni. În 1956, francezii au construit o centrală de 3 MW lângă Coasta de Fildeș, dar aceasta a fost abandonată din cauza prețului redus al energiei fosile. În 1970, în Japonia, a fost construită o primă centrală operațională la scară mai mare și conectată la rețea. Ea a fost prima care a implementat un ciclu închis, în care apa din circuitul superior mic era complet izolată într-un circuit separat. Centrala producea 120 kW de putere, dar consuma 90 kW pentru pomparea circuitelor, rezultând doar 30 kW net. Parametrii precum aceștia nu au favorizat extinderea tehnologiei.
Tehnologia a fost studiată tot mai intens și s-au descoperit căi de eficientizare a procesului, inclusiv prin utilizarea amoniacului în circuitul închis, ceea ce a dus la creșterea randamentului. Diverse organizații, de la armata SUA la fonduri de investiții și agenții internaționale, au susținut proiecte pentru avansarea acestei surse de energie, iar chiar s-au făcut angajamente pentru adoptarea ei la scară mai largă. Există zeci de exemple de proiecte și încercări, însă multe dintre ele au rămas la scară mică, demonstrativă, sau au eșuat din motive tehnice sau din cauza altor probleme de ordin juridic.
Pe lângă aceste aspecte, fizicienii au indicat că eficiența termică a acestui proces este extrem de scăzută, situându-se între 1-3%, cu un maxim teoretic de 7% în cazul unei eficientizări maxime a circuitului închis.
Diferența principală în noul proiect din Insulele Canare constă în utilizarea unui agent de refrigerare diferit de apa simplă sau amoniac în circuitul închis. Inginerii nu dezvăluie exact care este acest refrigerant, însă afirmă că funcționează practic ca o pompă de căldură pe circuitul închis. În acest proces, apa caldă îl transformă în gaz, iar gazul presurizat impulsionază turbina cu abur (similar cu modul în care un compresor într-o pompă de căldură presurizează gazul pentru a obține o temperatură ridicată).
Ulterior, agentul de refrigerare circulă către un condensator, unde intră în contact cu apa rece din jurul său, provenită de la adâncimea oceanului. Această răcire rapidă determină condensarea agentului de refrigerare înapoi în formă lichidă. Apoi, agentul de refrigerare se deplasează înapoi în zona de evaporare, unde intră în contact cu apa caldă de la suprafața oceanului și se transformă din nou în gaz, fiind sub presiune mare.
Teoretic, sistemul nu diferă prea mult de amoniac, care are probabil cele mai bune calităţi termodinamice în acest sens. Dar folosirea amoniacului în circuite de ţevi în ocean e descurajată acum, pentru că orice scurgere e foarte dăunătoare pentru vietăţile din jur. Un agent de refrigerare clasic, eventual un R32 ar fi mai posibil, însă noi credem că mai degrabă aici ar fi folosit CO2-ul în rol de agent de refrigerare, întrucât punctul lui de fierbere poate fi manipulat mai uşor prin presiune, la temperaturi normale atmosferice. Şi probabil de aici ar putea veni şi posibilitatea scalării de care vorbesc acum inginerii.
De asemenea, schimbătoarele de căldură, evaporatoarele şi condensatoarele au devenit mult mai performante în ultimii ani şi asta ar putea ajuta foarte mult la eficienţa circuitului. Apa din adâncuri mai poate fi adusă prin desalinizare la suprafaţă, în loc de pompare. Deci, per total, cu excepţia jocului mai fin cu temperaturile de fierbere şi lichefiere a refrigerantului, e vorba doar de mici perfecţionări în ceea ce propun inginerii acum. Iar pe lângă asta, construcţia lor e gândită să reziste celor mai dure furtuni.
Ceea ce vor face ei în insulele Canare e să construiască o instalaţie cilindrică la scara de 1:5. Aceasta va fi testată în funcţionare reală timp de 12 luni, după care, dacă cifrele promise se vor adeveri, se va putea vorbi de centrale mari şi scalare cu adevărat majoră. Cei de la Global OTEC spun că oceanele lumii au un potenţial de zeci de mii de TWh de electricitate produsă anual prin asemenea metode, deci ar putea asigura cu electricitate toate insulele locuite din lume şi toate statele de pe coasta oceanelor din zonele tropicale. Şi, desigur, e vorba de energie regenerabilă, cu zero CO2 şi resurse infinite venite din proprietăţile fizice ale oceanelor de a capta căldura soarelui.