Tidevannskraft er en av de viktigste fornybare energikildene, men også en av de mest infantile. Hva er noen fordeler og ulemper for tidevannsenergi å tenke på når vi ønsker å investere i denne relativt grønne energikilden?

Ved å bruke tidevannets kraft, produseres energi fra tyngdekraften fra både månen og solen, som trekker vann oppover, mens jordens rotasjons- og gravitasjonskraft trekker vann ned og dermed skaper høye og lave tidevann.

Denne bevegelsen av vann fra tidevannet er en naturlig form for kinetisk energi.

Alt som trengs er en dampgenerator, tidevannsturbin eller den mer innovative DTP-teknologien (Dynamic Tidal Power) for å gjøre kinetisk energi til strøm. Ingeniørfirmaet SIMEC Atlantis designet nylig verdens største tidevannsturbin med en rotor, som kan generere mer strøm til en lavere kostnad for drift og vedlikehold.

Tidevann er imidlertid ikke den billigste formen for fornybar energi, og virkeligheten av tidevannskraft på miljøet er ennå ikke helt bestemt. Her er noen fordeler og ulemper ved tidevannsenergi som ikke må overses.

Fordeler med tidevannsenergi: ren og kompakt

Tidevannskraft er en kjent grønn energikilde, i det minste når det gjelder utslipp av null klimagasser. Det tar heller ikke så mye plass. Det største tidevannsprosjektet i verden er Sihwa Lake Tidal Power Station i Sør-Korea, med en installert kapasitet på 254MW. Prosjektet, som ble etablert i 2011, ble lett lagt til en 12,5 km lang sjøvegg bygget i 1994 for å beskytte kysten mot flom og for å støtte vanning i landbruket.

Sammenlign dette med noen av de største vindparkene, slik som som Roscoe vindpark i Texas, USA, som tar opp 400 km2 jordbruksland, eller vindprosjektet Fowler Ridge på 202,3 km2 i Indiana.

Selv solfarm er vanligvis større, for eksempel Tengger Desert Solar Park i Kina som dekker et område på 43km2 og Bhadla Industrial Solar Park som er spredt over 45km2 land i Rajasthan, India.

I denne forbindelse kan til og med små land med en lang nok kyststrekning bruke tidevannskraft på måter som de ellers ikke kunne konkurrere med landrike land som USA, Kina og India om sol og vind.

Fordeler med tidevannsenergi: kontinuerlig, forutsigbar energi

En annen fordel med tidevannskraft er at den er forutsigbar. Gravitasjonskreftene til himmellegemene kommer ikke til å stoppe når som helst. Videre, da høy og lavvann er syklisk, er det langt lettere for ingeniører å designe effektive systemer, enn å si, forutsi når vinden vil blåse eller når solen skal skinne.

I juni i år rapporterte Bloomberg at Storbritannia gikk ni dager uten å produsere nesten noen vindkraft. Fra 26. mai til 3. juni falt kraft generert fra britiske vindparker fra mer enn 6000 MW til mindre enn 500 MW. Derimot vet forskere allerede volumet av vann og kraftnivået tidevannsutstyret sannsynligvis vil generere før bygging.

Tidevannskraft er også relativt velstående ved lave hastigheter, i motsetning til vindkraft. Vann har tusen ganger høyere tetthet enn luft og tidevannsturbiner kan generere elektrisitet med hastigheter så lave som 1 m / s, eller 2,2 mph. I motsetning til dette begynner de fleste vindturbiner å produsere elektrisitet ved 3m / s-4m / s, eller 7mph-9mph.

Videre vil teknologiske fremskritt i bransjen bare føre til billigere og mer bærekraftige tidevannskraftløsninger.

«Historisk har bølgenergikonvertere vært kostbare og store i forhold til deres energiproduksjon. Men vi skal ikke la det definere tidevannsindustriens fremtid. Rundt 10% -20% av det globale strømbehovet kan oppfylles av bølgekraft, «sier Diego Pavia, administrerende direktør i InnoEnergy.

» Det er en veldig forutsigbar energikilde og oppveier vanligvis intermitteringen mellom sol og vind – balanserer nettet med lave energikostnader. En av eiendelene våre, CorPower, utfordrer hvordan bransjen tenker på bølgenergi ved å bruke prinsipper for menneskets hjerte. Gjennom sin bølgeenergikonverter er selskapet i stand til å levere fem ganger høyere bølgeenergiabsorpsjon enn andre teknologier. Og det er derfor ikke bølgenergien skal overses. ”

Fordeler med tidevannsenergi: utstyrets levetid

Tidevannskraftverk kan vare mye lenger enn vind- eller solanlegg, kl. rundt fire ganger levetiden. Tidevannsbarrer er lange betongkonstruksjoner som vanligvis er bygget over elvemunninger. Sperrene har tunneler langs dem som inneholder turbiner, som snus når vann på den ene siden strømmer gjennom sperren til den andre siden. Disse damlignende konstruksjonene sies å ha en levetid på rundt 100 år.La Rance i Frankrike, for eksempel, har vært i drift siden 1966 og fortsetter å generere betydelige mengder elektrisitet hvert år.

Vindturbiner og solcellepaneler har vanligvis en garanti på 20 til 25 år, og mens noen solceller har nådd 40-årsmerket, degenererer vanligvis i et tempo på 0,5% effektivitet per år.

Jo lengre levetid tidevannskraft gjør det mye mer kostnadskonkurransedyktig på lang sikt. Selv kjernekraftverk varer ikke så lenge. For eksempel anslås det nye kjernekraftverket Hinckley Point C som planlegges å bygges i Somerset, Storbritannia, å levere strøm i rundt 60 år, når det er ferdig, ifølge en BBC-rapport.

Ulemper med tidevannsenergi: mangel på forskning

Selv om de virkelige effektene av tidevannsbarrer og turbiner på det marine miljøet ikke har blitt utforsket, har det vært noe forskning på hvordan sperrer manipulerer havnivået og kan ha lignende negative effekter som vannkraft.

En rapport fra 2010 bestilt av US National Oceanic and Atmospheric Association og med tittelen «Environmental Effects of Tidal Energy Development» identifiserte flere miljøeffekter, inkludert «endring av strøm og bølger», «utslipp av elektro- magnetiske felt ”(EMF) og dens innvirkning på livet i havet, og” toksisiteten til maling, smøremidler og antifouling-belegg ”brukt i produksjon av utstyr.

Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) studert virkningen av en tidevannsturbin ved Strangford Lough utenfor kysten av Nord-Irland. PNNL’s Marine Sciences Lab var spesielt interessert i hvordan tidevannsturbinen påvirket de lokale selene, grå selene og niser som bor i området. Den studerte Atlantis-produserte turbinen var i stand til å slå seg av når større pattedyr nærmet seg.

Det er imidlertid fortsatt behov for ytterligere forskning.

«Havets naturlige ebb og flyt kan være en rikelig, konstant energikilde. Men før vi kan plassere kraftenheter i vannet, må vi vite hvordan de kan påvirke det marine miljøet, «sa PNNL-oceanograf Andrea Copping i en forskningsartikkel.

» Vi må bevise på forhånd at det ikke er noen innvirkning, og vi kan ikke. Vi har ingen konkrete bevis, bare teorier basert på eksisterende kunnskap og datamodellering. ”

Ulemper med tidevannsenergi: virkningen av EMF-utslipp

Elektromagnetiske utslipp kan også forstyrre de følsomme Sjølivet. Stipendiat PNNL marine økolog Jeff Ward sa at organisasjonen observerte hvordan EMFs skader evnen til ung Coho-laks til å gjenkjenne og unngå rovdyr, eller den negative innvirkningen på Dungeness krabber for å oppdage lukt gjennom antennene. De observerer også om sjølivet tiltrekkes eller frastøtes av EMF generelt.

Ward sa på Oceans 2010-konferansen: «Vi vet egentlig ikke om dyrene vil bli berørt eller ikke. Det er overraskende lite omfattende forskning for å si sikkert. ”

Selv om det ikke har vært mye forskning på effekten av EMF, fant en undersøkelse fra EU-kommisjonen i 2015 at EMF også kunne ha en innvirkning på migrasjonsveiene i sjølivet i området.

Spesielle arter som er utsatt for EMF er haier, skøyter, stråler, krepsdyr, hvaler, delfiner, benfisk og marine skilpadder. Mange av disse dyrene bruker naturlige magnetiske felt for å navigere rundt i miljøet.

Den mest avgjørende studien, ifølge EU-kommisjonens miljøpåvirkninger av støy, vibrasjoner og elektromagnetiske utslipp fra fornybar marin energi, var en observasjon av migrasjon i ål. Studien fant at EMF forårsaket ålen å avlede fra deres instinktive trekkvei , men «individene ble ikke omdirigert for lenge og gjenopptok sin opprinnelige bane».

Et annet eksperiment fant at bentiske elasmobranchs – som inkluderer haier, stråler og skøyter – ble tiltrukket av en kilde til EMF fra en subsea navlestrengen. Igjen var det ingen avgjørende bevis for noen kumulative, skadelige effekter.

Ulemper med tidevannsenergi: høye byggekostnader

Det er ikke mulig å unngå at tidevannskraft holder en av de tyngste opp -pris prislapper. Det foreslåtte Swansea Bay Tidal Lagoon-prosjektet i Wales, Storbritannia, er priset til £ 1,3 milliarder ($ 1,67 milliarder). Den nevnte Sihwa Lake Tidal Power Station kostet $ 560 millioner, og La Rance kostet 620 millioner franc tilbake i 1966. Ved hjelp av en online konverterings- og inflasjonskalkulator tilsvarer dette omtrent 940 millioner dollar i 2018.

Til sammenligning , Tengger Desert Solar Park kostet rundt $ 530m for en samlet installert kapasitet på 850MW, noe som gjør den mer kostnadseffektiv enn Sihwa Lake, med en total kapasitet på 254MW. På samme måte kostet Roscoe Wind Farm rundt 1 milliard dollar for en effekt på 781 MW, sammenlignet med Swansea Bay tidevannsprosjekt som forventes å generere rundt 320 MW totalt.

Selv om langsiktige produksjonskostnader er relativt gode sammenlignet med andre fornybare energisystemer, gjør den opprinnelige byggekostnaden investering i tidevannsenergi til et spesielt risikabelt foretak.

For det første å installere et tidevannsanlegg er teknologisk utfordrende. Produsenter konkurrerer mot det bevegelige havet, og utstyret og den tekniske kunnskapen som trengs for å lykkes med å konstruere systemet er vanligvis veldig dyrt, spesielt sammenlignet med et vind- eller solanlegg.

Den andre utgiften gjelder punktet som ble gjort i forrige avsnitt. Bedrifter som administrerer et tidevannskraftsystem, må foreta kontinuerlig analyse av effekten det har på det spesifikke miljøet de opererer i. Dette krever forskning og vurdering fra miljøvernere, marinbiologer og geografiske eksperter for å redusere ødeleggelsen av sensitive økosystemer, noe som kan være kostbart.

Oregon State University lektor i energisystemer Ted Brekken er imidlertid fortsatt sikker på at teknologisk progresjon vil bidra til å redusere noen av disse kostnadene, og sier til Yale Environment 360: «Teknologien har holdt fremover, noe som er gode nyheter. Men det store problemet er å få ned kostnadene. Akkurat nå er det virkeligheten av å overleve mens vi kom dit.

«På et eller annet tidspunkt vil alle de enkle, billige installasjonene for vind og sol bli gjort. Og så er det havenergi som er neste i køen. ”