A nagyrészt a Holdnak köszönhetően rendelkezésre álló árapály-energia a hullámenergiával együtt olyan, ma még alig kiaknázott, időjárásfüggetlen megújuló energiaforrások, melyek kulcsfontosságúak lehetnek a klímasemlegesség eléréséhez.
Már jövőre az árapály jelenségből kinyerhető tiszta megújuló energia felhasználásával készülhet a whisky Nyugat-Skóciában. Hogyan? A Nova Innovation nevű cég víz alatti turbinákat telepít a Belső-Hebridák szigetei között az óceánba – számolt be a CNBC. Az összesen 3 MW teljesítményű árapály-erőművek alkalmazásával a szigetek fosszilis energiától való függésének, illetve szén-dioxid-kibocsátásának csökkentését kívánják elérni. A terv szerint az így előállított karbonmentes villamos energiát közvetlenül vagy a hálózaton keresztül bocsátják a Jura és Islay szigetén működő összesen tíz whiskylepárló rendelkezésére. Amennyiben minden a terv szerint alakul, a turbinák 2022-ben kezdhetik meg a termelést.
A Skócia körüli vizek már számos érdekes projekttel büszkélkedhetnek, amelyek az összefoglaló néven tengeri vagy óceánenergiaként ismert kategória részét képezik. Brit kormányzati becslések szerint az árapály-erőművek az ország villamosenergia-igényének hosszú távon akár 20 százalékát is fedezhetik, ami mintegy 30-50 GW beépített kapacitást, és az ezekből várható 90-200 terawattórányi termelést feltételez. Az ország élen jár a technológia fejlesztésében, az Egyesült Királyság Európa árapályenergia-termelésének mintegy 50 százalékát, hullámenergia-termelésének pedig 35 százalékát mondhatja magáénak. A skót Orkney-szigeteken működik például az Európai Óceánenergia Központ (EMEC) is, ahol a hullám- és árapály-energia fejlesztői a nyílt tengeren tesztelik és vizsgálják a technológiát.
Drónok, algoritmusok, flow akkumulátor és zöld hidrogén
A központban változatos projektek keretében folyik a munka, számos különféle innovációra és technológiára fókuszálva. Például drónokkal is igyekeznek feltérképezni a telepítések szempontjából legígéretesebb helyszíneket. Az elképzelés szerint ezek költséghatékonyabb és korszerűbb megközelítést kínálhatnak a jelenlegi módszerhez képest, amely hajókat és szenzorokat alkalmaz. Miután a drónok kameráikkal rögzítik a víz mozgását, a kutatók algoritmusok alkalmazásával határozzák meg sebességét, a számításokat pedig tesztekkel ellenőrzik.
fotó: Ocean Energy Europe
Az EMEC szakemberei 2020 novemberében egy, az árapály-erőművet energiatárolóval kombináló, zöld hidrogén, illetve zöldáram folyamatos (zsinór-) termelését lehetővé tevő projekt terveit is bejelentették – írta meg korábban a CNBC. Az úgynevezett flow akkumulátor (vanádium redox folyadékáramos akkumulátor) alkalmazásával az Eday szigeténél telepítendő rendszer képes lesz a turbinák által termelt elektromos áram egy részének tárolására. Majd az alacsonyabb termelésű időszakokban az eltárolt energia visszatáplálásával szinten tartani, „kisimítani” a termelést; ezzel, illetve egy 670 kW névleges teljesítményű elektrolizálóval aztán zöld hidrogént állítanak elő. Az akkumulátorok akár naponta többször, több órán át is alkalmasak erre, tervezett élettartamuk ráadásul több évtized. A beruházás skót kormányzati finanszírozással valósul meg, a terv szerint már 2021-ben.
Az utóbbi időszakban több egyéb ígéretes fejlemény is történt a területen. 2021 elején például termelni kezdett Japán első, pilot program keretében installált, 500 kW teljesítményű árapály-erőműve a Gotó-szigetek térségében. A skót stratégiai partnerséggel mintegy 16,5 millió dollárból telepített turbina számára az idei a tesztév. Sikere esetén pedig akár továbbiak is követhetik. Japán jelentős árapály-energia potenciálja régóta ismert, a szóban forgó helyszín másodpercenkénti akár 4 méteres áramlási sebességével pedig a világ egyik legjobb adottságaival rendelkezik, ahol becslések szerint több ezer MW kapacitás is telepíthető.
Árapály-energia: számtalan terv, eddig mérsékelt eredmény
Technikai okokból a hullámenergia nehezen hasznosítható. Az elmúlt 20 évben megtervezett és tesztelt számtalan, olykor kifejezetten ígéretesnek tűnő hullámgenerátor prototípus közül nagyon kevesen jutottak el a kereskedelmileg is hasznosítható érettségi szintre. A fő problémát a változékonyság jelenti. Mivel a hullámok állandó fluxusban vannak, több irányban és magasságban mozognak. Így az eszközöknek is elég rugalmasnak és tartósnak kell lenniük az energia kiaknázásához. Az árapályenergia viszont lényegesen kiszámíthatóbb, ezért megbízható tartalék lehet egy döntően megújulókra támaszkodó energiarendszerben.
A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) szerint az óceánenergia termelése 2019-ben 19 százalékkal bővült. Jelentősen meghaladva az előző évek értékeit, a fenntartható fejlődés megvalósításához azonban évente körülbelül 23 százalékkal kellene nőnie. Az új, elsősorban az Egyesült Királyság, Kanada, Ausztrália és Kína felségvizein megvalósuló projektek keretében 10 kW és 1 MW közötti teljesítményű egységeket telepítettek. A nagyrészt demonstrációs, de részben kereskedelmi céllal is megvalósított kis projektek azonban továbbra is drágák, és még nem érték el a jelentős költségcsökkentéshez szükséges méretgazdaságosságot; az iparág ma még gyerekcipőben jár.
Az IEA szerint a hullám- és árapály-erőmű technológiákban jókora potenciál rejlik. A további költségcsökkenését és fejlődését lehetővé tevő innováció támogatása érdekében viszont további energiapolitikai intézkedésekre van szükség. Az óceánenergia teljes elméleti potenciálja becslésük szerint a világ jelenlegi teljes villamosenergia-igényének mintegy négyszeresének felel meg. Ám jelen pillanatban ennek csak töredéke aknázható ki gazdaságosan!
A globális óceánenergia piac nagysága 2020-ban alig haladta meg a félmilliárd dolláros nagyságrendet. A teljes óceánenergia kapacitás pedig mindössze 530 MW. Ebből azonban csupán 60 MW-ot képviselnek az árapály- és hullámerőművek – azzal együtt is, hogy a szektor körülbelül a tízszeresére nőtt 2009 és 2019 között. A tervezési és kivitelezési fázisban tartó projektekkel a következő öt évben 3 GW-tal bővülhet a kapacitás. Összevetésül, 2020-ban világszerte több mint 6 GW új offhsore (tengeri) szélerőmű kapacitást telepítettek a Global Wind Energy Council adatai szerint.
Európa vezetheti a trendet árapály erőművekben
A Nemzetközi Megújuló Energia Ügynökség (IRENA) álláspontja szerint a beépített óceánenergia kapacitás még a jelenlegi alacsony szintről is elérheti a 10 GW-ot 2030-ra, a megfelelő ösztönzők és szabályozási keretek kidolgozásával. A növekedésben Európa viheti majd a prímet; az Ocean Energy Europe előrejelzése szerint az évtized végén 2,6 GW, 2050-ben viszont már 100 GW óceánenergia kapacitás termelhet az európai partoktól nem messze. 2030-as víziójában a szervezet az árapály- és hullámenergia árának a szélenergia árával versenyképes megawattóránkénti 90 eurós (108 dollár) szintre csökkentését jelölte ki célként.
Kapcsolódó bejegyzések
Energiaszigetet épít Dánia
Az skandináv ország mesterséges szigetet hozna létra 2030-ra, ahol a környező tengeri szélfarmok energiáját felhasználva zöld hidrogént állítana elő és tárolna.
Az Európai Bizottság 2020 novemberében mutatta be a nagyrészt a hullám- és árapályerőművekre alapozó, az előbbieknél kevésbé ambiciózus offhore energiastratégiáját. Amely a jelenlegi szerény 13 MW-os kapacitást 2030-ig 1 GW-ra, 2050-ig pedig 40 GW-ra emelné. Európában mindössze 1,52 MW új árapály- és 0,6 MW hullámerőmű kapacitást telepítettek 2019-ben az Ocean Energy Europe szerint. Annak ellenére, hogy az Európai Bizottság már hét éve cselekvési tervet dolgozott ki ezek támogatására. Mindez idén 6 MW-tal bővülhet, ami ugyan egy csapásra közel 50 százalékkal bővíti a meglévő kapacitást.
Azonban a 2025-ös cél elérése még így is jókora erőfeszítéseket tesz szükségessé. A feladat nehézségére utal az is, hogy bár a stratégia bemutatásakor Kadri Simson energiaügyi biztos azt mondta; a technológiák elérik az érettségnek azon szintjét, ami már érdekessé teszi őket a jövőbeli alkalmazások számára. Ennek ellenére a korábbi tervekben 2030-ra kitűzött 1-3 GW-os célt lefelé módosították, ahogyan a 2050-re kijelölt 60 GW-os célt is.
fotó: wikipédia
A technológia fejlődése különösen a kis szigetek fejlődő államai, illetve a part menti közösségek számára járhat nagy előnyökkel. Az óceánenergia nagy szerepet játszhat a villamosenergia-termelés dekarbonizálásában. Például a hűtés/légkondicionálás iránti fokozódó igény kielégítésében, az ivóvízhiány csillapításában kulcsfontosságú tengervíz-sótalanító üzemek energiaellátásában. De akár a hajózás kizöldítésében is. Az innovatív tengeri megújuló energiaforrások költségei az elmúlt években nagymértékben csökkentek, így a távoli szigetek számára az árapály- és hullámenergia már napjainkban életképes és tiszta alternatívát kínál a dízelgenerátorokkal szemben, melyek jókora költséggel és károsanyag-kibocsátással biztosítják a villamosenergia-ellátást. Erőteljes kutatás és innováció, támogatások, valamint regionális együttműködési programok kidolgozásával ezek a technológiák még versenyképesebbé válhatnak a jövőben.
Fotók: canva.com, Ocean Energy Europe
