Море является одним из самых мощных и неиспользованных источников возобновляемой энергии. Среди всех возобновляемых источников энергии, полученные из морских ресурсов, выделяются своим потенциалом. Причина их эффективности заключается в том, что, поскольку они представляют собой обширные открытые пространства, такие как океаны, они не сталкиваются с барьерами или тенями, блокирующими ветер или течения, что позволяет максимально использовать эти ресурсы. Ниже мы подробно рассмотрим основные источники морской энергии и современное состояние их развития.
Морской ветер
Морская ветроэнергетика — одна из наиболее развитых и конкурентоспособных технологий в морской энергетике. К концу 2009 года установленная мощность морских ветроэлектростанций достигла 2.063 МВт. Дания и Великобритания лидируют в этом секторе, но такие страны, как Китай, быстро развиваются, инвестируя в передовые технологии для повышения эффективности морских ветротурбин.
Потенциал морской ветроэнергетики огромен, особенно в глубоких океанах, где плавучие ветряные турбины набирают популярность. Преимущество этих мест заключается в том, что ветры более стабильны и качественны из-за отсутствия препятствий, таких как горы или здания, что позволяет обеспечить большую постоянную выработку электроэнергии.
По оценкам, 80% ветровых ресурсов планеты сосредоточены в прибрежных водах, что делает эту технологию ключевой для будущего возобновляемой энергетики. Кроме того, плавучие платформы предлагают решение для использования энергии ветра в глубоководных районах океана, что еще больше стимулирует рост этой отрасли.
Примером такого развития событий является морская ветроэлектростанция Hywind , расположенная в Северном море в 25 км от побережья Шотландии, которая использует плавучие ветротурбины. Ожидается, что в ближайшем будущем этот тип решений получит широкое распространение.
Волновая энергия
Энергия волн использует волнообразное движение поверхности воды для выработки электроэнергии. Хотя эта технология всё ещё находится на экспериментальной стадии, она обладает большим потенциалом, особенно в районах с сильными волнами, таких как атлантическое побережье Европы.
Для улавливания этой энергии разрабатываются различные типы технологий:
- Колеблющийся водяной столб (OWC): В Стране Басков разрабатывается инновационный проект, использующий эту технологию. Он состоит из полупогруженной колонны, где движение волн сжимает содержащийся в колонне воздух, который приводит в движение турбину, вырабатывающую электричество.
- Аттенюаторы и поглотители: Эти устройства улавливают движение волн и преобразуют его в механическую энергию, которая впоследствии преобразуется в электричество.
- Системы перелива и терминаторы: Эти системы используют воздействие волн на конструкцию для выработки электроэнергии.
В Мотрико (Испания) уже установлено несколько волновых турбин мощностью до 296 кВт, что показывает, что волновая энергия является растущей реальностью в сфере возобновляемых источников энергии.
Энергия приливов
Энергия приливов вырабатывается за счет использования приливов и отливов. Большинство современных систем приливной энергетики основаны на строительстве плотины, создающей естественное водохранилище. Во время прилива вода заполняет это водохранилище, а затем, по мере отлива, вода спускается через турбины, которые вырабатывают электроэнергию.
Одним из старейших и крупнейших примеров этой технологии является приливная электростанция Ла-Ранс во Франции, работающая с 1966 года. Хотя у этих систем есть ограничения, такие как необходимость создания волн высотой не менее 5 метров и потенциальное нарушение прибрежных экосистем, они остаются жизнеспособным вариантом в районах с сильными приливами. В Южной Корее также есть аналогичные объекты.
Энергия океанских течений
Еще один способ получения энергии из моря — использование океанских течений. Как и ветровая энергия, этот источник использует силу непрерывного движения воды для привода подводных турбин, вырабатывающих электроэнергию. Наиболее показательным примером является система SeaGen — морская турбина, расположенная в проливе Странгфорд. Эта система может генерировать до 1,2 МВт в сутки, что делает ее одним из самых эффективных проектов по использованию энергии океанских течений.
Хотя в Испании нет районов с идеальными морскими течениями для проектов такого типа, некоторые районы, такие как Гибралтарский пролив и побережье Галиции, могут в будущем разместить объекты такого типа.
Термический градиент океана
Этот источник энергии основан на разнице температур между поверхностью моря и глубинными водами. В тропических и экваториальных регионах, где эта разница может превышать 20 °C, её можно использовать для выработки электроэнергии. Система использует термодинамический цикл, такой как цикл Ранкина , для привода турбогенератора.
Хотя эта технология находится на ранних стадиях разработки, такие страны, как Индия, Япония и Гавайи, инвестируют в исследования этих приливных электростанций.
Солевой градиент и осмотическое давление
Использование градиента солености, также известного как «голубая энергия» , основано на разнице в концентрации соли между морской и речной водой. В процессе осмоса эта разница генерирует энергию, которая может быть преобразована в электричество. В Норвегии одна из первых осмотических электростанций строится в Осло-фьорде.
Использование этих технологий имеет огромный потенциал, поскольку устья рек и дельты рек по всей планете открывают многочисленные возможности для их реализации.
Хотя море предлагает множество энергетических ресурсов с огромным потенциалом, большинство технологий, использующих их преимущества, все еще находятся на стадии исследований или разработок. Исключением является морская ветроэнергетика, которая уже обладает технологической зрелостью и конкурентоспособностью на рынке.
Основными препятствиями на пути массового развития морской энергетики являются высокие затраты на внедрение и необходимость дальнейшего технологического развития, чтобы гарантировать эффективное и устойчивое производство. Однако будущее возобновляемой энергетики во многом будет зависеть от успехов, достигнутых в этом секторе.