Importanţa crescândă a energiei oceanice

Energia de mare dimensiuni şi unde reprezintă una dintre cele mai mari resurse regenerabile neexploatate de pe planetă. Oceanele acoperă mai mult de 70% din suprafaţa Pământului şi transportă un enorm depozit de energie cinetică şi potenţială. Spre deosebire de energia solară şi eoliană, care variază în funcţie de vreme şi de timpul zilei, energia oceanică este foarte previzibilă. Deşeurile urmează cicluri lunare precise, iar modelele de unde pot fi prognozate cu zile în avans. Această predictibilitate face ca energia mareică şi valurile să fie deosebit de valoroasă pentru stabilitatea reţelei

La nivel global, potenţialul tehnic pentru energia oceanică este estimat la peste 300 gigawaţi (GW) de capacitate instalată pentru energia mareică, în timp ce energia valurilor ar putea depăşi 10.000 terawatt-oră pe an . În prezent, capacitatea instalată este mai mică de 1 GW, dar sectorul accelerează. Agenţia Internaţională pentru Energie Regenerabilă (IRENA) proiecte care ar putea atinge 350 GW până în 2050, furnizate de un amestec de barare de maree, dispozitive de flux mareic, convertoare de energie cu unde şi alte sisteme inovatoare. În timp ce ţările se străduiesc să îndeplinească obiective de zero net, energia oceanică oferă o sursă de încredere, complementaritate pentru energia solară şi eoliană, în special în regiunile costiere.

Inovaţiile tehnologice conduc la integrare

Progresele recente în domeniul științei materialelor, al electronicii energetice și al hidrodinamicii fac tehnologiile energetice oceanice mai eficiente, mai durabile și mai rentabile. Mai jos explorăm inovațiile cheie care remodelează sectorul în prezent.

Turbine avansate și convertoare de energie

Turbine cu flux de tidal

Conexiune grilă și cablare submarină

Unul dintre cele mai mari obstacole în calea integrării a fost transmiterea de energie de la reţele offshore la reţelele onshore. Curentul alternativ modern de înaltă tensiune (HVAC) şi cablurile de curent continuu de înaltă tensiune (HPVDC) reduc pierderile de transmisie pe zeci de kilometri. Cablurile dinamice

Stocarea energiei la o intermitență lină

În timp ce energia mareei este previzibilă, produce o acalmie de două ori pe zi. Energia valurilor fluctuează cu modele de umfla. Curerea energiei oceanice cu stocare

Gemeni digitali și întreținere predictivă

Costurile operaționale au fost o barieră în calea implementării. Tehnologia digitală gemene

Provocări şi oportunităţi

În ciuda progreselor rapide, integrarea la scară largă se confruntă cu obstacole serioase. Costurile mari de capital, care permit complexitatea și incertitudinile de mediu rămân. Cu toate acestea, fiecare provocare prezintă și o oportunitate pentru inovare și pentru poziția de lider în politică.

Impacturi ecologice și de mediu

Ecosistemele marine sunt sensibile. Barajul tidal poate modifica transportul sedimentelor și migrația peștelui; turbinele prezintă riscuri de coliziune pentru mamiferele marine; dispozitivele cu unde pot crea câmpuri electromagnetice și zgomot. Cu toate acestea, cercetările arată că array-urile localizate și proiectate în mod corespunzător pot coexista cu viața marină. Noile proiecte cu turbine încorporează lame prietenoase cu peștii cu margini rotunjite și viteze mai mici. Efectele recifelor artificiale ale structurilor scufundate pot îmbunătăți biodiversitatea locală. Evaluările de impact asupra mediului (AEI) și planurile de gestionare adaptive

Viabilitatea economică și sprijinul politic

Costul uniformizat al energiei (LCOE) pentru energia mareelor și valurilor a depășit în mod istoric 300 EUR/kWh, dar costurile scad. Pentru fluxul mareic, LCOE în Europa a scăzut sub 150 EUR/2012, iar obiectivul pentru energia valurilor 2030 este de 100 EUR/2012. Scalarea array-urilor, standardizarea modelelor și pârghia lanțurilor de aprovizionare din energia eoliană offshore poate conduce la reduceri suplimentare. Mecanismele guvernamentale

Complexități tehnice și logistice

Instalarea dispozitivelor în apă sărată dură, corozivă este costisitoare. Costurile navelor, ferestrele meteorologice și eșecurile sistemului de acostare au afectat proiectele timpurii. Cu toate acestea, inovațiile în platformele auto-insolare

Proiecte emergente și studii de caz

Mai multe proiecte de pionierat la nivel mondial demonstrează fezabilitatea integrării la scară semnificativă.

MeyGen (Scoția)

Situat în Pentland Firth, reţeaua de maree MeyGen de 6 MW este generată din 2016. Acesta utilizează patru turbine de 1,5 MW şi a exportat peste 60 GWh în reţeaua britanică. Succesul MeyGens constă în abordarea sa pe etape, monitorizarea meticuloasă a fundului mării şi conectarea la reţea prin intermediul unei staţii existente pe uscat. Acum se extinde la 80 MW, cu planuri de integrare a stocării bateriilor şi furnizarea de servicii de echilibrare la reţeaua naţională.

Sihwa Lake Tidal Power Plant (Coreea de Sud)

Construit în 2011, barajul Sihwa 254 MW este cea mai mare instalație de energie mareică din lume. Generează electricitate cu 10 turbine scufundate care captează energia ca apă curge prin porțile de baraj. Integrarea Sihwa . Sihwa . Grila Coreei de Sud este simplă deoarece producția sa este previzibilă și funcționează ca o instalație de încărcare de bază. Cu toate acestea, preocupările de mediu (schimb redus de apă în lac) a condus la adaptări de proiectare care au îmbunătățit calitatea apei în timp . . O lecție pentru proiecte viitoare de baraj.

WaveRoller (Portugalia)

Dispozitivul WaveRoller, instalat pe Peniche, utilizează un panou balamalat care oscilează cu undele de la malul apropiat pentru a conduce un generator hidraulic. Proiectul a fost conectat la rețeaua portugheză din 2019 și face parte din rețeaua de testare a Centrului European pentru Energie Marină. Designul său inovator montat pe fund evită riscul de coliziune pentru viața marină și simplifică acostarea. Dezvoltatorii vizează să urce până la array-uri comerciale până în 2027 cu obiective LCOE sub 100 €/2012.

Rolul politicii și cooperarea internațională

Integrarea energiei oceanice nu poate avea loc în izolare.Strategiile energetice naționale trebuie să includă în mod explicit sursele marine regenerabile în planurile de extindere a rețelei, iar cadrele de reglementare trebuie să raționalizeze autorizarea în timp ce protejează mediile marine. Ocean Energy Europe susține un obiectiv specific privind energia oceanică în cadrul Directivei privind energia din Uniunea Europeană. În mod similar, Consiliul pentru Energie Marine din Regatul Unit a solicitat un buget de ring-2012 pentru C&D. Colaborare internațională

Perspectiva viitoare: o revoluţie a energiei albastre

Privind înainte, integrarea energiei mareice şi a valurilor în reţelele naţionale va urma o traiectorie similară vântului offshore: de la demonstraţiile cu un singur dispozitiv la reţelele multi-dispozitive, apoi la fermele mari conectate prin intermediul huburilor energetice offshore. Până în 2035, putem vedea platforme hibride care combină turbine eoliene, panouri solare, convertoare de energie cu unde şi chiar electrolizatoare de hidrogen, toate legate de ţărm printr-un cablu subacvatic. Această abordare de co-locaţie îmbunătăţeşte dramatic utilizarea infrastructurii de transport şi reduce inter-termitenţa.

Operatorii de rețea se vor baza tot mai mult pe energia oceanică, previzibilitatea pentru echilibrarea variabilității de energie solară și eoliană. Puterea tidală, cu ciclurile sale zilnice persistente, poate servi ca o resursă

Prognoze de investiții de la Bloomberg NEF sugerează că investițiile globale cumulative în energia oceanică ar putea ajunge la 30 ian.50 miliarde dolari până în 2040, sprijinind sute de mii de locuri de muncă în comunitățile costiere. Clustere de producție ar putea apărea în regiuni cu puternic patrimoniu de inginerie marină