Θερμική ενέργεια των ωκεανών: Μια ανανεώσιμη πηγή “ελπίδας”...

Σύμφωνα με την τελευταία έκθεση της BP Statistical Review Of The Word του Ιουνίου του 2017, η Κίνα κατατάσσεται ως η πρώτη χώρα που παρήγαγε το μεγαλύτερο ποσοστό ενέργειας από τις ανανεώσιμες πηγές, αφήνοντας στη δεύτερη θέση τις ΗΠΑ. 

 

Το παγκόσμιο ποσοστό αυξήθηκε στο 14,1%, σε πρωτόγνωρα μέχρι στιγμής επίπεδα. Αυτή είναι η απόδειξη της προσπάθειας της παγκόσμιας κοινότητας των τελευταίων δεκαετιών στον τομέα του περιβάλλοντος. Η Κίνα, όπως και οι ΗΠΑ είναι αδιαμφισβήτητα δύο από τους ισχυρότερους και πιο απαιτητικούς παίκτες, και οφείλουν να συμβάλλουν στην μείωση της περιβαντολογικής υποβάθμισης, αλλά και στην εύρεση εναλλακτικών λύσεων. Ο χώρος των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι ένας σημαντικά αξιοποιήσιμος χώρος και φιλικά προσκείμενος προς το περιβάλλον. Εν τούτοις, η απειλή της κλιματικής αλλαγής και του φαινομένου του θερμοκηπίου ωθούν την μεγάλη κοινότητα στην αξιοποίηση νέων μορφών πηγών ενέργειας. Στο παρόν άρθρο θα αναφερθούμε στην θερμική ενέργεια των ωκεανών (Ocean Thermal Energy) –  μια μορφή ενέργειας που δεν είναι αρκετά διαδεδομένη και βρίσκεται ακόμα σε ερευνητικό στάδιο, αλλά είναι πολλά υποσχόμενη.

Η μετατροπή της ωκεάνιας θερμικής ενέργειας (OTEC) είναι μια διαδικασία που μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια, χρησιμοποιώντας την διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ θερμών υδάτων (επιφανειακών) και ψυχρών βαθέων υδάτων (υπο-επιφανειακών) σε βάθος 1000 μέτρων. Πρόκειται για μια εναλλακτική προσέγγιση παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, με κατάλληλες περιοχές εφαρμογής τις τροπικές και νησιωτικές – όπως π.χ. του Ειρηνικού Ωκεανού. Ωστόσο, το αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας εξαρτάται από μια σημαντική προϋπόθεση: η διαφορά θερμοκρασίας πρέπει να είναι τουλάχιστον 20 βαθμοί Κελσίου. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά, τόσο περισσότερη ποσότητα ενέργειας παράγεται.

Αυτή η νέα πειραματική διαδικασία επιτυγχάνεται καλύτερα σε περιοχές όπου είναι εφικτή και η ταυτόχρονη εξυπηρέτηση ενεργειακών ζητημάτων.

1. Αξιοποίηση ενός εγχώριου πόρου

Είναι γεγονός πως οι ωκεανοί είναι συλλέκτες ηλιακής ενέργειας. Ένα χαρακτηριστικό που προσδίδει μεγάλη αξία -περιβαντολογική αλλά και οικονομική- στα εκάστοτε κράτη. Είναι ο λόγος για τον οποίο αυτή η μορφή ενέργειας μπορεί να εκμεταλλευτεί. Έτσι συμβάλλει θετικά στην εγχώρια οικονομία, με την δημιουργία θέσεων εργασίας. Νέο εργατικό δυναμικό, ειδικευμένο στο χώρο της βιομηχανίας, της παραγωγής ενέργειας και της λειτουργίας των εγκαταστάσεων, μόνο θετικά αποτελέσματα μπορεί να φέρει.

2. Ενεργειακή αυτάρκεια

Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω αυτής της πηγής είναι συνεχής, σε σημείο να είναι δυνατή η αντικατάσταση της ορυκτής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς να διακυβεύεται η σταθερότητα του δικτύου της περιοχής, και να παρέχει ενεργειακή αυτάρκεια.

3. Εξισορρόπηση των εκπομπών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Η παραγωγή του ρεύματος γίνεται αποκλειστικά με την καύση ορυκτών καυσίμων. Η ενέργεια αυτή είναι ικανή, λοιπόν, να εξισορροπήσει τις εκπομπές των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την σταθερή απόδοση αυτών στο δίκτυο του ηλεκτρισμού, αλλά και να λειτουργήσει συμπληρωματικά σε περίπτωση περαιτέρω ενίσχυσης του δικτύου.

4. Ασφάλεια

Η αξιοποίηση αυτής της ενέργειας είναι ικανή να προσφέρει απόλυτη ενεργειακή ασφάλεια στην χώρα εφαρμογής, αλλά και να την καταστήσει ενεργειακά ισχυρή, έχοντας την αποκλειστικότητα του ενεργειακού πόρου έναντι άλλων παραπλήσιων κρατών.

5. “Καθαρή” πηγή ενέργειας

Θεωρείται ένας βιώσιμος πόρος που μπορεί να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες μιας περιοχής. Πρόκειται για έναν “καθαρό” και ανανεώσιμο πόρο, με πολύ χαμηλό περιβαντολογικό ρίσκο, αλλά και ουσιαστικό τόσο για την μείωση των εκπομπών άνθρακα όσο και για την ανθρώπινη υγεία.

Ωστόσο, υπάρχουν οι επιφυλάξεις και τα προβλήματα. Ένα από τα προβλήματα στην συγκεκριμένη περίπτωση είναι το κόστος. Τέτοιες μέθοδοι κοστίζουν πολύ οικονομικά, αλλά κερδίζουν σε περιοχές όπως η Χαβάη, το Πουέρτο Ρίκο και το Γκουαμ, με χαμηλότερους ηλεκτρικούς ρυθμούς. Έπειτα, δεν γίνεται να υπολείπεται και το αισθητικό κομμάτι, ειδικά σε νησιωτικές και τροπικές περιοχές. Η ύπαρξη εγκαταστάσεων προβληματίζουν τους εγχώριους σε σημείο που να απορρίπτονται επενδύσεις τέτοιου είδους, και να μένουν αχρησιμοποίητες συμφέρουσες πηγές ενέργειας.

Αρχικά, η ιδέα αυτή εμφανίστηκε από τον Γάλλο Jacques-Arsene d’Arsonval το 1881, και εφαρμόστηκε πειραματικά για πρώτη φορά στην Κούβα το 1930 και, κατόπιν, πρόσφατα στην Ιαπωνία και την Χαβάη.

Η Makai Ocean Engineering είναι η εταιρεία που έχει πρωτοπορήσει στο χώρο της OTEC ήδη από το 1979, και η οποία προχώρησε πρόσφατα και στην ίδρυση εγκαταστάσεων OTEC στην Χαβάη. Σε συνεργασία με το Κέντρο Έρευνας Ωκεανών (OERC) στο Kailua-Kona στη Χαβάη, ερευνάται η δυνατότητα βελτίωσης και χρήσης της θερμικής ενέργειας των ωκεανών. Ήδη από το καλοκαίρι του 2015 έχει τοποθετηθεί μια γεννήτρια που θα καταστήσει το εργοστάσιο OTEC ένα από τα μεγαλύτερα στον κόσμο.

Η OTEC κλειστού συστήματος επιτυγχάνει την παραγωγή ενέργειας από την διαφορά θερμοκρασίας της θάλασσας, και με την χρήση δύο μηχανών. Το θερμό νερό διέρχεται από έναν αποστακτήρα (1) και εξατμίζει την αμμωνία. Έπειτα, οι ατμοί της αμμωνίας κινούν μια γεννήτρια όπου παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Στην συνέχεια, ο ατμός χαμηλότερης πίεσης εξέρχεται από τον αποστακτήρα και περνά μέσα από έναν αγωγό σε έναν συμπυκνωτή (2), όπου συμπυκνώνεται με το κρύο νερό σε υγρή μορφή και, μέσω μιας αντλίας, εισάγεται πάλι στον αποστακτήρα. Και επαναλαμβάνεται η ίδια διαδικασία. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί και αξιοποιείται η συγκεκριμένη μορφή ενέργειας στην νησιωτική πολιτεία των ΗΠΑ.

Μια τέτοια καινοτομία θα “ανακουφίσει” την Χαβάη, η ενεργειακή εξάρτηση της οποίας είναι αποκλειστικά από τα ορυκτά καύσιμα. Στόχος των ΗΠΑ  είναι να αντικαταστήσει το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές στο 100% μέχρι το 2045 στα νησιά του Ειρηνικού Ωκεανού. Συγκεκριμένα, στην Χαβάη η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από φυσικές πηγές είναι στο 23%, ξεπερνώντας τον στόχο του 2015 που υπολογιζόταν γύρω στο 15%. Ο επόμενος στόχος είναι 25% μέχρι το 2020, 40% ως το 2030, 70% ως το 2035.

Παρ’ όλα αυτά, η ενεργειακή απόδοση της θερμικής ενέργειας των ωκεανών υπολογίζεται γύρω στο 2%. Είναι ένα μικρό ποσοστό, αλλά καθόλου αμελητέο. Η δυναμική της είναι 100 φορές μεγαλύτερη από άλλες μορφές της ωκεάνιας ενέργειας, όπως η ενέργεια των κυμάτων, που σημαίνει ότι είναι ικανή να ανταγωνιστεί κι άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Όπως αποδεικνύεται, αποτελεί μια ανανεώσιμη πηγή “ελπίδας” αλλά και μια πολύ ελκυστική λύση, ειδικά για τα αμερικάνικα ενεργειακά ζητήματα. Στο σημείο αυτό, όμως, δεν γίνεται να παραλείψουμε ότι στον αγώνα για ένα καλύτερο περιβάλλον έχει συμβάλλει σημαντικά και η Ευρώπη. Η πρόοδος που έχει σημειωθεί είναι αξιοσημείωτη σε όλες τις μορφές της. Πέρα από τα όποια προβλήματα, η θερμική ενέργεια των ωκεανών είναι μια μορφή ενέργειας με “ανεξάντλητα” αποθέματα, που μπορεί να δώσει ένα τέλος στην αδιάκοπη χρήση των ορυκτών καυσίμων. Ο πλανήτης μας μάς χρειάζεται περισσότερο από κάθε άλλη φορά, και γι αυτό η ανάπτυξη και η προσήλωση στο χώρο των ανανεώσιμων πηγών είναι το κλειδί της επιτυχίας.

Αλεξάνδρα Σούρπη

Πηγές:

1. bp. (2017). Statistical Review Of The Word. https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html
2. Howard, R. et al.(2012).Ocean Thermal Energy Conversion.https://patentimages.storage.googleapis.com/55/89/3e/3ba075db96cc66/US8117843.pdf
3. Ευρωπαϊκή Επιτροπή.(2017).Ocean Energy. https://ec.europa.eu/maritimeaffairs/sites/maritimeaffairs/files/docs/body/ocean-energy_en.pdf
4. Makai Ocean Engineering.(2015).Ocean Thermal Energy Conversion. https://www.makai.com/ocean-thermal-energy-conversion/
5. Econews.(2015).Ωκεανια θερμική ενέργεια: Μια σταθερή ΑΠΕ χωρίς μεταβλητότητα μπαίνει μπρος. http://www.econews.gr/2015/08/27/hawaii-okeania-energeia-124167/

Πηγή: