Přílivová energie je jedním z hlavních obnovitelných zdrojů energie, ale také jedním z nejinfantilnějších. Jaké jsou výhody a nevýhody přílivové energie, které je třeba zvážit při investování do tohoto relativně zeleného zdroje energie?
Pomocí přílivu a odlivu se energie vyrábí gravitačním působením měsíce i slunce, který táhne vodu nahoru, zatímco zemská rotační a gravitační síla táhne vodu dolů, čímž vytváří příliv a odliv.
Tento pohyb vody z měnících se přílivů a odlivů je přirozenou formou kinetické energie.
K přeměně kinetické energie na elektřinu stačí parní generátor, přílivová turbína nebo inovativnější technologie dynamického přílivu a odlivu (DTP). Inženýrská společnost SIMEC Atlantis nedávno navrhla největší přílivovou turbínu s jedním rotorem na světě, která může generovat více elektřiny při nižších nákladech na provoz a údržbu.
Příliv a odliv však v současné době není nejlevnější formou obnovitelné energie a skutečné účinky přílivu a odlivu na životní prostředí ještě nebyly zcela určeny. Zde jsou některé výhody a nevýhody přílivové energie, které nesmíte přehlédnout.
Výhody přílivové energie: čistá a kompaktní
Přílivová energie je známý zdroj zelené energie, přinejmenším pokud jde o emise nulových skleníkových plynů. Také to nezabere tolik místa. Největším přílivovým projektem na světě je přílivová elektrárna Sihwa Lake v Jižní Koreji s instalovaným výkonem 254MW. Projekt, který byl založen v roce 2011, lze snadno přidat k 12,5 km dlouhému moři postavenému v roce 1994 za účelem ochrany pobřeží před povodněmi a podpory zavlažování v zemědělství.
Porovnejte to s některými z největších větrných farem, jako jsou jako větrná farma Roscoe v Texasu v USA, která zabírá 400 km2 zemědělské půdy, nebo větrný projekt Fowler Ridge o rozloze 202,3 km2 v Indianě.
Dokonce i solární farmy jsou obvykle větší, například solární park Tengger Desert v Čína o rozloze 43 km2 a průmyslový solární park Bhadla, který se rozprostírá na 45 km2 půdy v indickém Rádžasthánu.
V tomto ohledu mohou přílivovou energii využívat i malé země s dostatečně dlouhým úsekem pobřeží způsoby, které by jinak nemohly konkurovat zemím bohatým na půdu, jako jsou USA, Čína a Indie, pokud jde o solární energii a vítr.
Výhody přílivové energie: nepřetržitá, předvídatelná energie
Další výhodou přílivové síly je, že je předvídatelná. Gravitační síly nebeských těles se tak brzy nezastaví. Jelikož je příliv a odliv cyklický, je pro inženýry mnohem snazší navrhovat efektivní systémy, než předpovídat, kdy bude foukat vítr nebo kdy bude svítit slunce.
V červnu letošního roku Bloomberg uvedl, že Spojené království vydrželo devět dní bez výroby téměř jakékoli větrné energie. Od 26. května do 3. června klesla energie vyrobená z větrných farem ve Velké Británii z více než 6 000 MW na méně než 500 MW. Naproti tomu vědci již znají objem vody a úroveň energie, kterou přílivové zařízení pravděpodobně vygeneruje před stavbou.
Přílivová síla je také relativně prosperující při nízkých rychlostech, na rozdíl od větrné. Voda má tisíckrát vyšší hustotu než vzduch a přílivové turbíny mohou generovat elektřinu při rychlostech až 1 m / s nebo 2,2 mph. Naproti tomu většina větrných turbín začíná vyrábět elektřinu rychlostí 3 m / s – 4 m / s nebo 7 mph – 9 mph.
Navíc technologický pokrok v tomto odvětví bude pohánět pouze levnější a udržitelnější řešení přílivové energie.
„Historicky byly vlnové energetické převaděče nákladné a velké ve srovnání s jejich energetickým výstupem. Neměli bychom to však nechat definovat budoucnost přílivového průmyslu. Mohlo by být splněno přibližně 10% – 20% celosvětové poptávky po elektřině vlnovou energií, “říká Diego Pavia, výkonný ředitel společnosti InnoEnergy.
„ Je to velmi předvídatelný zdroj energie a obvykle kompenzuje přerušování sluneční a větrné energie – vyvažování sítě s nízkými náklady na energii. Jedním z našich aktiv, CorPower, je výzva, jak si průmysl myslí o vlnové energii pomocí principů lidského srdce. Prostřednictvím svého převodníku vlnové energie je společnost schopna dodávat pětkrát vyšší absorpci vlnové energie než jiné technologie. A proto by síla energie vln neměla být přehlížena. “
Výhody přílivové energie: životnost zařízení
Přílivové elektrárny mohou vydržet mnohem déle než větrné nebo solární farmy, zhruba čtyřikrát delší životnost. Přílivové přehrady jsou dlouhé betonové konstrukce obvykle stavěné přes ústí řek. Přehrady mají tunely podél nich obsahující turbíny, které se otáčejí, když voda na jedné straně protéká přehradou na druhou stranu. Říká se, že tyto přehradní struktury mají životnost kolem 100 let.Například La Rance ve Francii je v provozu od roku 1966 a každý rok nadále vyrábí značné množství elektřiny.
Větrné turbíny a solární panely mají obecně záruku 20 až 25 let, a zatímco některé solární články dosáhly 40leté hranice, obvykle degenerují tempem 0,5% účinnosti ročně.
Díky delší životnosti přílivové energie je z dlouhodobého hlediska mnohem nákladově konkurenceschopnější. Ani jaderné elektrárny nevydrží tak dlouho. Například podle zprávy BBC se odhaduje, že nová jaderná elektrárna Hinckley Point C, která má být postavena v britském Somersetu, poskytne energii přibližně 60 let, jakmile bude dokončena.
Nevýhody přílivové energie: nedostatek výzkumu
I když skutečné účinky přílivových hrází a turbín na mořské prostředí nebyly dosud plně prozkoumány, byl proveden výzkum, jak tyto hráze manipulují s hladinami oceánů a mohou mít podobné negativní účinky jako vodní energie.
Zpráva z roku 2010 zadaná americkým Národním oceánským a atmosférickým sdružením s názvem „Environmentální účinky rozvoje přílivové energie“ identifikovala několik vlivů na životní prostředí, včetně „změny proudů a vln“, „emise magnetická pole “(EMF) a jeho účinky na mořský život a„ toxicita barev, maziv a antivegetativních nátěrů “používaná při výrobě zařízení.
Studovala Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) účinek přílivová turbína ve Strangford Lough u pobřeží Severního Irska. Laboratoř mořských věd PNNL se zvláště zajímala o to, jak přílivová turbína ovlivnila tuleně místního, tuleně šedého a sviňuchy, které v této oblasti žijí. Studovaná turbína vyráběná na Atlantis se dokázala vypnout, když se přiblížily větší savci.
Stále však existuje potřeba dalšího výzkumu.
„Přirozený příliv a odliv oceánu může být bohatý, stálý zdroj energie. Než však můžeme umístit energetická zařízení do vody, musíme vědět, jak by mohla ovlivnit mořské prostředí, “uvedla ve výzkumné práci oceánografka PNNL Andrea Coppingová.
„ My musíme předem dokázat, že to nemá žádný dopad, a my nemůžeme. Nemáme žádný konkrétní důkaz, pouze teorie založené na stávajících znalostech a počítačovém modelování. “
Nevýhody slapové energie: dopad EMF emisí
Elektromagnetické emise mohou také narušit citlivé mořský život. Spolupracovník mořského ekologa PNNL Jeff Ward uvedl, že organizace pozoruje, jak elektromagnetické pole poškozují schopnost juvenilních lososů Coho rozpoznávat a vyhýbat se predátorům, nebo negativní dopad na kraby Dungeness detekovat pachy prostřednictvím jejich antén. Také sledují, zda mořský život přitahují nebo odpuzují EMF obecně.
Ward na konferenci Oceans 2010 uvedl: „Opravdu nevíme, zda budou zvířata ovlivněna nebo ne. Překvapivě málo s jistotou říci komplexní výzkum. “
Ačkoli dosud nebyl proveden velký výzkum účinků EMF, studie Evropské komise z roku 2015 zjistila, že EMF by mohly mít dopad také na migrační trasy mořského života v Tato oblast.
Mezi konkrétní druhy, které jsou náchylné k EMF, patří žraloci, brusle, paprsky, korýši, velryby, delfíni, kostnaté ryby a mořské želvy. Mnoho z těchto zvířat využívá k navigaci ve svém prostředí přírodní magnetická pole.
Nejpřesvědčivější studií bylo podle Evropské komise „Dopady hluku, vibrací a elektromagnetických emisí z obnovitelné energie na moři“ pozorování migrace úhořů. Studie zjistila, že úhoře způsobil EMF odklonit se od své instinktivní migrační trasy , ale „jednotlivci nebyli příliš dlouho odkloněni a pokračovali ve své původní trajektorii“.
Další experiment zjistil, že bentické elasmobranchové – které zahrnují žraloky, paprsky a brusle – byly přitahovány ke zdroji EMF emitovaného z podmořského moře pupeční. Opět neexistují přesvědčivé důkazy o jakýchkoli kumulativních škodlivých účincích.
Nevýhody energie přílivu a odlivu: vysoké stavební náklady
Nelze se vyhnout tomu, že přílivová energie drží jeden z nejtěžších – přední cenovky. Cena navrhovaného projektu Přílivová laguna Swansea Bay ve Walesu ve Velké Británii má cenu 1,3 miliardy GBP (1,67 miliardy USD). Výše uvedená přílivová elektrárna Sihwa Lake stála 560 mil. USD a La Rance stála 620 milionů franků již v roce 1966. Pomocí online převodní a inflační kalkulačky se to v roce 2018 rovná zhruba 940 mil. USD.
Ve srovnání „Solární park Tengger Desert stojí přibližně 530 mil. USD za celkovou instalovanou kapacitu 850 MW, což je nákladově efektivnější než jezero Sihwa, při celkové kapacitě 254MW. Podobně stojí větrná farma Roscoe kolem 1 miliardy USD za výkon 781 MW, ve srovnání s přílivovým projektem Swansea Bay, u kterého se očekává, že vygeneruje celkem přibližně 320 MW.
Zatímco dlouhodobé náklady na výrobu jsou ve srovnání s jinými systémy obnovitelné energie relativně dobré, počáteční náklady na výstavbu činí z investic do přílivové energie obzvláště riskantní podnik.
Za prvé, instalace přílivového systému je technologicky náročná. Výrobci soutěží s pohybujícím se oceánem a vybavení a technické znalosti potřebné k úspěšné konstrukci systému jsou obvykle velmi drahé, zejména ve srovnání s větrnou nebo solární farmou.
Druhý výdaj se týká bodu uvedeného v předchozí část. Společnosti spravující systém přílivu a odlivu musí provádět průběžnou analýzu účinků, které má na konkrétní prostředí, ve kterém působí. To vyžaduje výzkum a hodnocení od ekologů, mořských biologů a geografických odborníků, aby se zmírnilo ničení citlivých ekosystémů, což může být nákladné.
Avšak docent Oregonské státní univerzity pro energetické systémy Ted Brekken zůstává jistý, že technologické progrese pomůže zmírnit některé z těchto nákladů a říká Yale Environment 360: „Technologie se neustále pohybuje vpřed, což je dobrá zpráva. Velkým problémem však je snížit náklady. Právě teď existuje realita přežití, zatímco my dostat se tam.
„V určitém okamžiku budou provedeny všechny snadné a levné instalace pro větrnou a solární energii. A pak je to oceánská energie, která je na řadě. “
