Oceaniczne perpetuum mobile - w kwestii OZE powszechnego entuzjazmu jeszcze nie ma, ale potencjał ekonomiczny jest

Oceaniczna energia odnawialna - jak wskazuje nazwa - to energia generowana wprost z oceanów. Może być wytwarzana z fal, pływów i prądów, a także z różnic temperatur wód powierzchniowych i głębin…

Bezustanny ruch oceanów, podobnie jak słońce i wiatr, stanowią praktycznie niewyczerpalne źródło energii. Ostrożne prognozy ekspertów Międzynarodowej Agencji Energetycznej (International Energy Agency) zakładają, że odnawialna energia oceaniczna mogłaby do roku 2050 zmniejszyć globalną emisję dwutlenku węgla nawet o 500 milionów ton. Zaspokoiłaby też potrzeby energetyczne społeczności, które obecnie mają poważne problemy z dostępem do konwencjonalnych źródeł energii elektrycznej. Energia taka byłaby przydatna zwłaszcza społecznościom wyspiarskim i przybrzeżnym. Ułatwiłaby też prowadzenie działalności gospodarczej bezpośrednio na morzu i przyczyniłaby się do szybszego rozwoju wielu, nie tylko morskich branż przemysłu. Problem w tym, że „niebieskie” technologie są jeszcze dla większości państw zbyt kosztowne. Nie wykluczone również, że stanowią zagrożenie dla morskiej fauny.

Warunkiem dalszego rozwoju oceanicznych OZE jest więc jej cena, a ta niestety - przynajmniej na razie – jest wyższa niż w przypadku innych źródeł odnawialnych oraz dalsze badania nad potencjalnym wpływem oceanicznej energetyki na morską faunę.

Energię z oceanów można czerpać za pomocą różnych urządzeń - w zależności od rodzaju źródła i ilości energii, jaką mają dostarczać. Różnią się one od siebie budową i skalą. Jedne bowiem służą – jak już wspomniano - do eksploatacji fal, inne pływów, a jeszcze inne obsługują potężne prądy oceaniczne. Projektanci dostosowują więc swoje rozwiązania do trzech podstawowych obszarów: powierzchniowego, podpowierzchniowego i głębinowego.

Pierwszy obsługują przetwornice energii fal, które wytwarzają energię z ruchu wód powierzchniowych. Drugi - przetwornice energii pływów, wykorzystujące ruch prądów pływowych. Z kolei do eksploatacji morskich głębin stosuje się oceaniczne konwertery energii cieplnej (OTEC), które generują prąd wykorzystując różnice termiczne pomiędzy ciepłą wodą powierzchniową, a zimną, pochodzącą z morskich głębin.

Przetwornice energii falowej do generowania prądu bazują na ruchu fal, pełniącym rolę tłoka do napędzania powietrza do komory i wypompowywania go z jej wnętrza. W wyniku tego ruchu napędzane są turbiny. Przetwornice energii pływowej wykorzystują z kolei dryf prądów pływowych. Zwykle są to zanurzone w wodzie turbiny, których łopaty wprawiane są w ruch wirowy przez prądy, w sposób analogiczny do turbin wiatrowych. Urządzenia, które wychwytują energię z potężnych prądów oceanicznych działają podobnie - również wykorzystują ruch wody do obracania łopat i tym samym generowania energii.

Istnieją też technologie bardziej uniwersalne, nadające się do ujarzmiania zarówno gwałtownych prądów pływowych, jak i do eksploatacji spokojniejszych prądów morskich. Są to urządzenia przypominające specjalne „latawce”, zainstalowane pod powierzchnią wody. Latawiec taki wykorzystuje klapy sterujące do poruszania się w ustalonym zakresie w poprzek prądu.

Kolejny sposób produkcji energii oceanicznej, to elektrownie z konwerterami energii cieplnej (OTEC). Urządzenia tego typu wykorzystują różnice termiczne pomiędzy ciepłą wodą powierzchniową, a zimną w głębinach. W tym przypadku ciepła woda pompowana jest przez parownik, który zamienia wodę w parę. Para rozszerza się i napędza generator turbinowy, wytwarzając energię elektryczną. Następnie, za pomocą zimnej wody pompowanej z głębi oceanu, para ponownie kondensowana jest do postaci płynnej. Konstruktorzy konwerterów OTEC mają nadzieję, że ta właśnie technologia – już w niedalekiej przyszłości - będzie używana na masową skalę.

Przetwornice energii fal są na razie na bardzo wczesnym etapie komercjalizacji. W przeciwieństwie do nich, konwertery energii pływów zaczynają wychodzić poza fazę projektów. Dzieje się tak po części dlatego, że twórcy konwerterów energii fal zaczęli skupiać się na mniejszych urządzeniach, specjalnie projektowanych dla niszowych rynków energii.

Technologie OTEC i konwertery prądów oceanicznych mają również niewielkie zastosowanie - jedna z trzech, istniejących na świecie aktywnych elektrowni OTEC znajduje się na Hawajach. Ich interesariuszami są głównie instytuty badawcze i uniwersytety, a nie przemysł. Powodem nikłego zainteresowania tą technologią jest niepewność co do rentowności inwestycji. Podobnie ma się sprawa z latawcami pływowymi, mogącymi wychwytywać energię z prądów oceanicznych. Inwestorzy planują obecnie jedynie ograniczone komercyjne ich wdrażanie… Powód? Prądy oceaniczne znajdują się dalej od brzegu, co zasadniczo podnosi koszt budowy i eksploatacji takich siłowni.

Masowe wdrożenie oceanicznych odnawialnych źródeł energii wydaje się jednak być jedynie kwestią czasu. Bo korzyści z „niebieskich” rozwiązań będą ogromne. Pierwsza - i chyba najistotniejsza - to zniwelowanie globalnych zmian klimatycznych. Kolejnym dobrodziejstwem byłaby przewidywalna i – co istotne - stabilna energia. W porównaniu bowiem z innymi źródłami OZE, energia oceaniczna zapewnia bardziej przewidywalne i w zasadzie nieprzerwane wytwarzanie energii elektrycznej. Ponad to „niebieska” energetyka mogłaby wspierać i stabilizować farmy wiatrowe i fotowoltaiczne.

Energia oceaniczna mogłaby także dostarczać lokalnie pozyskiwaną i stabilną energię różnym gałęziom przemysłu, w tym nadmorskim zakładom produkcyjnym, na przykład rybnym przedsiębiorstwom połowowym, hodowlanym i przetwórczym. Skorzystaliby na niej również operatorzy morskich urządzeń nawigacyjnych i czujników oceanicznych, którzy obecnie najczęściej korzystają z wyczerpujących się baterii.

Nowe technologie są jednak przede wszystkim nadzieją dla mieszkańców wybrzeży i wysp. Energia oceaniczna może im bowiem zasadniczo pomóc w zaspakajaniu wszelkich potrzeb energetycznych. Dzięki tej technologii, lokalnie pozyskiwaną energię można wykorzystać na przykład do uzdatniania wody pitnej. „Niebieskie” OZE zmniejszy także zależności wyspiarzy od generatorów prądu napędzanych ropą naftową, której spalanie nie dość, że jest kosztowne w eksploatacji, to jeszcze szkodliwe dla środowiska naturalnego.

Oceaniczne OZE to niestety, nie tylko korzyści. Technologia ta ma również słabe strony. Najboleśniejszą są obecnie wysokie koszty, które zasadniczo przewyższają wydatki ponoszone przy generowaniu prądu z innych rodzajów OZE. Funduszochłonna jest zwłaszcza budowa specjalistycznych instalacji oraz eksploatacja i konserwacja morskich elektrowni. I właśnie ten aspekt wzbudza wątpliwości dużej części inwestorów i ubezpieczycieli, którzy powątpiewają w to, że energia oceaniczna kiedykolwiek będzie opłacalna.

Technologie energii oceanicznej borykają się także z poważnymi wyzwaniami infrastrukturalnymi i logistycznymi - podłączenie siłowni oceanicznych do lądowych sieci przesyłowych stanowić może przedsięwzięcie nie tylko kosztowne, lecz wręcz nierentowne z uwagi na niszczące działanie morskiej wody, która powoduje o wiele szybsze zużywanie się niektórych elementów energetycznej infrastruktury.

Nie bez znaczenia są również względy związane z ochroną środowiska naturalnego. Ekolodzy wypominają energetykom liczne kolizje zwierząt morskich z podwodnymi turbinami. Wskazują, że „niebieskie” siłownie generują również potężny hałas i - co za tym idzie - zmuszają zwierzęta do porzucania swoich dotychczasowych siedlisk. Aby zniwelować szkodliwość tej technologii potrzebne są więc dalsze badania. Dopiero dzięki nim dowiemy się, jaki w rzeczywistości wpływ na środowisko naturalne i faunę morską będzie miała oceaniczna energetyka.

Mimo tych mankamentów, energia z morskich źródeł odnawialnych staje się z roku na rok coraz bardziej prężnym rynkiem. W oceaniczne OZE inwestują nie tylko wyspiarskie państwa azjatyckie, Stany Zjednoczone i Wielka Brytania. Również Unia Europejska zaczyna doceniać możliwości, jakie dla rozwoju przemysłu stwarza „niebieska” energia. Według szacunków portugalskiego rządu, kraj ten do roku 2030 uzyskiwał będzie z fal Atlantyku około 70 MW mocy.

Na razie jednak skąpe dane i niepełne modele ekonomiczne nie budzą powszechnego entuzjazmu potencjalnych inwestorów. Klimatolodzy mają jednak nadzieję, że już w niedalekiej przyszłości oceaniczne OZE będą przynosić nie tylko zyski ekonomiczne inwestorom, lecz także przyczynią się do powstrzymania degradacji ziemskiego klimatu, a co za tym idzie, zagwarantują zdrowe życie przyszłym pokoleniom.