Japonia, dependentă de combustibilii fosili și avidă de energie, a testat cu succes un sistem care ar putea furniza o formă constantă și stabilă de energie regenerabilă, indiferent de vânt sau soare, scrie Bloomberg.
Producătorul japonez de utilaje grele IHI a dezvoltat o turbină submarină care valorifică energia din curenții oceanici de adâncime și o transformă într-o sursă constantă și fiabilă de electricitate.
Mașina gigantică seamănă cu un avion, cu două ventilatoare de turbină cu rotire inversă în locul motoarelor și un „fuselaj” central care adăpostește un sistem de reglare a flotabilității. Denumit Kairyu, prototipul de 330 de tone este proiectat pentru a fi ancorat pe fundul mării la o adâncime de 30-50 de metri.
În producția comercială, planul este de a amplasa turbinele în curentul Kuroshio, unul dintre cei mai puternici din lume, care „se plimbă” de-a lungul coastei de est a Japoniei. Planul este de a transmite energia prin intermediul unor cabluri de pe fundul mării.
„Curenții oceanici au un avantaj în ceea ce privește accesibilitatea lor în Japonia”, a declarat Ken Takagi, profesor în domeniul tehnologiei oceanice la Universitatea din Tokyo. „Energia eoliană este mai potrivită din punct de vedere geografic pentru Europa, care este expusă vânturilor predominante dinspre vest și se află la latitudini mai mari”, spune el. Organizația japoneză pentru dezvoltarea noilor tehnologii industriale și energetice (NEDO) estimează că curentul Kuroshio ar putea genera potențial până la 200 de gigawați – aproximativ 60% din capacitatea actuală de generare a Japoniei.
La fel ca în cazul altor națiuni, investițiile în energiile regenerabile din Japonia s-au îndreptat către energia eoliană și solară, în special după ce dezastrul nuclear de la Fukushima a redus apetitul acestei națiuni pentru energia atomică. Japonia este deja al treilea cel mai mare generator de energie solară din lume și investește masiv în energia eoliană offshore.
Acum, însă, valorificarea curenților oceanici ar putea oferi energia de bază fiabilă necesară pentru a reduce nevoia de stocare a energiei sau de combustibili fosili.
Avantajul curenților oceanici este stabilitatea lor. Aceștia curg cu mici fluctuații de viteză și direcție, ceea ce le conferă un factor de capacitate – o măsură a frecvenței de generare a sistemului – de 50-70%, comparativ cu aproximativ 29% pentru energia eoliană terestră și 15% pentru cea solară.
În februarie, IHI a finalizat un studiu demonstrativ de 3 ani și jumătate cu NEDO privind această tehnologie. Echipa a testat sistemul în apele din jurul insulelor Tokara din sud-vestul Japoniei, agățând Kairyu de o navă și trimițând energia înapoi la navă. Mai întâi a acționat nava pentru a genera artificial un curent, iar apoi a suspendat turbinele în Kuroshio.
Testele au dovedit că prototipul poate genera cei 100 de kilowați de energie stabilă așteptată, iar compania intenționează acum să extindă sistemul la un sistem complet de 2 megawați, care ar putea intra în exploatare comercială în anii 2030 sau mai târziu.
La fel ca și alte națiuni maritime avansate, Japonia explorează diverse modalități de a valorifica energia din mare, inclusiv energia mareelor și a valurilor și conversia energiei termice a oceanelor (OTEC), care exploatează diferența de temperatură dintre suprafața și adâncimea oceanului. Mitsui OSK Lines Ltd. a investit în compania Bombora Wave Power, cu sediul în Marea Britanie, pentru a explora potențialul acestei tehnologii în Japonia și în Europa. Compania promovează, de asemenea, OTEC și a început să opereze o instalație demonstrativă de 100 kW în Okinawa în luna aprilie, potrivit lui Yasuo Suzuki, directorul general al diviziei de marketing corporativ. Unitatea de energie regenerabilă a Kyushu Electric, Kyuden Mirai Energy, începe în acest an un test de fezabilitate în valoare de 650 de milioane de yeni (5,1 milioane de dolari) pentru a produce 1 MW de energie maremotrică în jurul Insulelor Goto din Marea Chinei de Est. În această lună, guvernul a propus, de asemenea, modificări ale licitațiilor pentru energia eoliană offshore care ar putea accelera dezvoltarea.
Dintre tehnologiile de energie marină, cea care avansează cel mai rapid spre rentabilitate este curentul mareic, unde „tehnologia a avansat destul de mult și cu siguranță funcționează”, a declarat Angus McCrone, fost redactor-șef al BloombergNEF și analist în domeniul energiei marine. Orbital Marine Power, cu sediul în Scoția, este una dintre cele câteva companii care construiesc sisteme de maree în jurul Orkney, unde se află Centrul European pentru Energie Marină. Printre altele, se numără rețeaua MeyGen a companiei SIMEC Atlantis Energy și Aquantis, cu sediul în California, fondată de pionierul american al energiei eoliene, James Dehlsen, care se pare că intenționează să înceapă testarea unui sistem de maree în această zonă anul viitor.
Deși fluxurile de maree nu funcționează 24 de ore din 24, acestea tind să fie mai puternice decât curenții oceanici de adâncime. Curentul Kuroshio curge cu 1 până la 1,5 metri pe secundă, în comparație cu 3 metri pe secundă pentru unele sisteme de maree. „Cea mai mare problemă pentru turbinele de curenți oceanici este dacă ar putea produce un dispozitiv care să genereze energie în mod economic din curenți care nu sunt deosebit de puternici”, a declarat McCrone.
Ocean Energy Systems, o colaborare interguvernamentală înființată de Agenția Internațională a Energiei, consideră că există potențialul de a utiliza peste 300 de gigawați de energie oceanică la nivel mondial până în 2050.
Însă potențialul energiei oceanice depinde de locație, ținând cont de puterea curenților, de accesul la rețele sau la piețe, de costurile de întreținere, de transportul maritim, de viața marină și de alți factori. În Japonia, energia valurilor este moderată și instabilă pe tot parcursul anului, în timp ce zonele cu curenți de maree puternici tind să aibă un trafic maritim intens, a declarat Takagi. Iar OTEC este mai potrivită pentru regiunile tropicale, unde gradientul de temperatură este mai mare. Unul dintre avantajele curentului oceanic de mare adâncime este că nu restricționează navigația navelor, a declarat IHI.
Cu toate acestea, compania japoneză are un drum lung de parcurs. În comparație cu instalațiile de pe uscat, este mult mai complicat să instalezi un sistem subacvatic. „Spre deosebire de Europa, care are o istorie lungă de explorare a petrolului din Marea Nordului, Japonia a avut puțină experiență în domeniul construcțiilor offshore”, a declarat Takagi. Există provocări inginerești majore pentru a construi un sistem suficient de robust pentru a rezista condițiilor ostile ale unui curent oceanic de mare adâncime și pentru a reduce costurile de întreținere.
„Japonia nu este binecuvântată cu o mulțime de surse de energie alternativă”, a spus el. „Oamenii pot spune că acesta este doar un vis, dar trebuie să încercăm totul pentru a ajunge la zero emisii de carbon”, potrivit lui.
În condițiile în care costul energiei eoliene și solare și al stocării în baterii este în scădere, IHI va trebui, de asemenea, să demonstreze că costurile globale ale proiectului pentru energia produsă de curentul oceanic sunt competitive. IHI își propune să genereze energie la 20 de yeni pe kilowatt-oră în urma implementării la scară largă. În comparație cu aproximativ 17 yeni pentru energia solară din țară și aproximativ 12-16 yeni pentru energia eoliană offshore. De asemenea, IHI a declarat că a efectuat o evaluare de mediu înainte de a lansa proiectul și va folosi rezultatele testelor pentru a examina orice impact asupra mediului marin și a industriei pescuitului.
Dacă vor avea succes la scară largă, curenții oceanici de mare adâncime ar putea adăuga un rol vital în furnizarea de energie ecologică în efortul global de a elimina treptat combustibilii fosili. Munca IHI ar putea ajuta ingineria japoneză să joace un rol de lider cu sprijinul guvernului, a declarat McCrone.
IHI trebuie să aducă un argument convingător că „Japonia ar putea beneficia de pe urma statutului de lider tehnologic în acest domeniu”, a spus el.