Energia mareelor este una dintre sursele majore de energie regenerabilă, dar și una dintre cele mai infantile. Care sunt unele avantaje și dezavantaje ale energiei mareelor pe care trebuie să le luăm în considerare atunci când căutăm să investim în această sursă de energie relativ verde?

Folosind puterea mareelor, energia este produsă din atracția gravitațională atât de pe lună, cât și de pe soare, care trage apa în sus, în timp ce puterea de rotație și gravitațională a Pământului trage apa în jos, creând astfel mareele mari și joase.

Această mișcare a apei de la mareele în schimbare este o formă naturală de energie cinetică.

Tot ce trebuie este un generator de abur, o turbină mareică sau tehnologia mai inovatoare a puterii dinamice a mareelor (DTP) pentru a transforma energia cinetică în electricitate. Compania de inginerie SIMEC Atlantis a proiectat recent cea mai mare turbină cu mare cu un singur rotor din lume, care poate genera mai multă energie electrică la un cost mai mic de operare și întreținere.

Cu toate acestea, mareele nu sunt în prezent cea mai ieftină formă de energie regenerabilă, iar efectele reale ale mareei asupra mediului nu au fost încă pe deplin determinate. Iată câteva avantaje și dezavantaje ale energiei mareelor care nu trebuie trecute cu vederea.

Avantajele energiei mareelor: curată și compactă

Energia mareelor este o sursă de energie verde cunoscută, cel puțin în ceea ce privește emisia de gaze cu efect de seră zero. De asemenea, nu ocupă atât de mult spațiu. Cel mai mare proiect de maree din lume este Centrala de maree a lacului Sihwa din Coreea de Sud, cu o capacitate instalată de 254 MW. Proiectul, înființat în 2011, a fost ușor adăugat la un dig lung de 12,5 km construit în 1994 pentru a proteja coasta împotriva inundațiilor și pentru a sprijini irigațiile agricole.

Comparați acest lucru cu unele dintre cele mai mari parcuri eoliene, cum ar fi precum ferma eoliană Roscoe din Texas, SUA, care ocupă 400 km2 de terenuri agricole sau proiectul eolian de 202,3 km2 Fowler Ridge din Indiana.

Chiar și fermele solare sunt de obicei mai mari, cum ar fi parcul solar al deșertului Tengger din China, care acoperă o suprafață de 43 km2 și Parcul Solar Industrial Bhadla, care se întinde pe 45 km2 de teren în Rajasthan, India.

În acest sens, chiar și țările mici, cu o întindere de coastă suficient de lungă, pot utiliza mareea în moduri în care altfel nu ar putea concura cu țările bogate în pământ, cum ar fi SUA, China și India, în ceea ce privește energia solară și eoliană.

Avantajele energiei mareelor: energie continuă, previzibilă

Un alt beneficiu al puterii mareelor este că este previzibil. Forțele gravitaționale ale corpurilor cerești nu se vor opri în curând. Mai mult, întrucât valul mare și cel mic sunt ciclici, este mult mai ușor pentru ingineri să proiecteze sisteme eficiente, decât să spunem, prezicând când va bate vântul sau când va străluci soarele.

În luna iunie a acestui an, Bloomberg a raportat că Marea Britanie a trecut nouă zile fără a genera aproape nicio energie eoliană. În perioada 26 mai – 3 iunie, energia generată de la parcurile eoliene din Marea Britanie a scăzut de la peste 6.000 MW la mai puțin de 500 MW. În contrast, oamenii de știință știu deja volumul de apă și nivelul de putere pe care echipamentul mareelor îl va genera probabil înainte de construcție.

Energia mareelor este, de asemenea, relativ prosperă la viteze mici, spre deosebire de energia eoliană. Apa are o densitate de o mie de ori mai mare decât aerul, iar turbinele de maree pot genera electricitate la viteze de până la 1m / s sau 2,2 mph. În schimb, majoritatea turbinelor eoliene încep să genereze energie electrică la 3m / s-4m / s sau 7mph-9mph.

Mai mult decât atât, progresele tehnologice din industrie vor conduce doar la soluții de maree mai ieftine și mai durabile.

„Din punct de vedere istoric, convertoarele de energie valurilor au fost costisitoare și mari în comparație cu producția lor de energie. Dar nu ar trebui să lăsăm acest lucru să definească viitorul industriei mareelor. Aproximativ 10% -20% din cererea globală de energie electrică ar putea fi satisfăcută prin puterea valurilor „, spune Diego Pavia, director executiv la InnoEnergy.

” Este o sursă de energie foarte previzibilă și compensează de obicei intermitența solare și eoliene – echilibrarea rețelei cu un cost redus de nivel al energiei. Unul dintre activele noastre, CorPower, este o provocare a modului în care industria gândește despre energia valurilor folosind principiile inimii umane. Prin convertorul său de energie de val, compania este capabilă să furnizeze o absorbție de energie de undă de cinci ori mai mare decât alte tehnologii. Și de aceea nu trebuie trecută cu vederea puterea energiei valurilor. ”

Avantajele energiei mareelor: longevitatea echipamentelor

Centralele mareometrice pot dura mult mai mult decât fermele eoliene sau solare, la de aproximativ patru ori mai mare decât longevitatea. Barajele de maree sunt structuri lungi de beton construite de obicei peste estuarele râurilor. Barajele au tuneluri de-a lungul lor care conțin turbine, care sunt rotite când apa dintr-o parte curge prin baraj către cealaltă parte. Se spune că aceste structuri asemănătoare barajelor au o durată de viață de aproximativ 100 de ani.La Rance, în Franța, de exemplu, funcționează din 1966 și continuă să genereze cantități semnificative de energie electrică în fiecare an.

Turbinele eoliene și panourile solare au în general o garanție de 20 până la 25 de ani și, în timp ce unele celule solare au atins nivelul de 40 de ani, de obicei degenerează într-un ritm de 0,5% eficiență pe an.

Durata mai lungă de viață a energiei mareelor o face mult mai competitivă din punct de vedere al costurilor pe termen lung. Chiar și centralele nucleare nu durează atât de mult. De exemplu, se estimează că noua centrală nucleară Hinckley Point C planificată să fie construită în Somerset, Marea Britanie, va furniza energie pentru aproximativ 60 de ani, odată finalizată, potrivit unui raport al BBC.

Dezavantaje ale energiei mareelor: lipsa cercetării

Deși efectele adevărate ale barajelor de maree și ale turbinelor asupra mediului marin nu au fost explorate pe deplin, au existat unele cercetări privind modul în care barajele manipulează nivelul oceanului și pot avea efecte negative similare cu energia hidroelectrică.

Un raport din 2010 comandat de Asociația Națională Oceanică și Atmosferică a SUA și intitulat „Efectele asupra mediului ale dezvoltării energiei mareelor” a identificat mai multe efecte asupra mediului, inclusiv „alterarea curenților și a undelor”, „emisia de electro- câmpuri magnetice ”(CEM) și efectele sale asupra vieții marine și„ toxicitatea vopselelor, lubrifianților și a acoperirilor antivegetative ”utilizate la fabricarea echipamentelor.

Laboratorul național Pacific Northwest (PNNL) a studiat efectul o turbină de maree la Strangford Lough în largul coastei Irlandei de Nord. Laboratorul de științe marine al PNNL a fost deosebit de interesat de modul în care turbina de maree a afectat focile locale, focile gri și foceni care locuiesc în zonă. Turbina fabricată de Atlantida studiată a reușit să se oprească când s-au apropiat mamifere mai mari.

Cu toate acestea, este încă nevoie de cercetări suplimentare.

„Debitul și fluxul natural al oceanului poate fi o sursă de energie abundentă și constantă. Dar, înainte de a putea plasa dispozitive electrice în apă, trebuie să știm cum ar putea avea impact asupra mediului marin „, a declarat oceanograful PNNL Andrea Copping într-o lucrare de cercetare.

” Noi trebuie să dovedim în prealabil că nu există niciun impact și nu putem. Nu avem nicio dovadă concretă, ci doar teorii bazate pe cunoștințele existente și pe modelarea computerizată. ”

Dezavantaje ale energiei mareelor: impactul emisiilor EMF

Emisiile electromagnetice ar putea, de asemenea, să perturbe sensibilul viața marină. Colegul ecologist marin PNNL, Jeff Ward, a declarat că organizația observă modul în care EMF afectează capacitatea somonului juvenil Coho de a recunoaște și sustrage prădătorii sau impactul negativ asupra crabilor Dungeness pentru a detecta mirosurile prin antenele lor. Ei observă, de asemenea, dacă viața marină este atrasă sau respinsă de CEM în general.

Ward a declarat la conferința Oceans 2010: „Nu știm cu adevărat dacă animalele vor fi sau nu afectate. Există surprinzător de puțin cercetări cuprinzătoare pentru a spune cu siguranță. ”

Deși nu s-au efectuat prea multe cercetări cu privire la efectele EMF, un studiu al Comisiei Europene din 2015 a constatat că EMF ar putea avea, de asemenea, un impact asupra rutelor migratoare ale vieții marine în zona.

Specii deosebite susceptibile la CEM sunt rechinii, patinele, razele, crustaceele, balenele, delfinii, peștii osoși și țestoasele marine. Multe dintre aceste animale folosesc câmpuri magnetice naturale pentru a naviga în mediul lor.

Cel mai concludent studiu, potrivit Comisiei Europene „Impactul asupra mediului al zgomotului, vibrațiilor și emisiilor electromagnetice din energia regenerabilă marină”, a fost o observație a migrației în anghile. Studiul a constatat că EMF a provocat anghilele. să se abată de la ruta lor migratorie instinctivă , dar „indivizii nu au fost deviați prea mult și și-au reluat traiectoria inițială”.

Un alt experiment a constatat că elasmobranhii bentonici – care includ rechini, raze și patine – au fost atrași de o sursă de CEM emise dintr-un submarin ombilical. Din nou, nu a existat nici o dovadă concludentă a vreunui efect negativ cumulativ.

Dezavantaje ale energiei mareelor: costuri ridicate de construcție

Nu se poate evita faptul că puterea mareelor deține una dintre cele mai grele – etichete de preț în față. Proiectul propus de Swansea Bay Tidal Lagoon din Țara Galilor, Marea Britanie, are un preț de 1,3 miliarde de lire sterline (1,67 miliarde de dolari). Menționata centrală marea Sihwa Lake Tidal a costat 560 milioane de dolari, iar La Rance a costat 620 de milioane de franci în 1966. Folosind un calculator de conversie online și inflație, acesta este egal cu aproximativ 940 de milioane de dolari în 2018.

În comparație , Parcul solar al deșertului Tengger a costat aproximativ 530 milioane de dolari pentru o capacitate totală instalată de 850 MW, făcându-l mai eficient din punct de vedere al costurilor decât lacul Sihwa, la o capacitate totală de 254 MW. La fel, ferma eoliană Roscoe a costat aproximativ 1 miliard de dolari pentru o producție de 781 MW, în comparație cu proiectul de maree din Swansea Bay, care se așteaptă să genereze aproximativ 320 MW în total.

În timp ce costurile de producție pe termen lung sunt relativ bune în comparație cu alte sisteme de energie regenerabilă, costul inițial de construcție face ca investiția în energia mareelor să fie o afacere deosebit de riscantă.

În primul rând, instalarea unui sistem mareic este o provocare tehnologică. Producătorii concurează împotriva oceanului în mișcare, iar echipamentele și cunoștințele tehnice necesare pentru a construi cu succes sistemul sunt de obicei foarte scumpe, mai ales în comparație cu o fermă eoliană sau solară.

A doua cheltuială se referă la punctul indicat în secțiunea anterioară. Companiile care gestionează un sistem de alimentare cu maree trebuie să efectueze analize continue asupra efectului pe care îl are asupra mediului specific în care operează. Acest lucru necesită cercetări și evaluări de la ecologiști, biologi marini și experți geografici pentru a atenua distrugerea ecosistemelor sensibile, ceea ce poate fi costisitor.

Cu toate acestea, profesor asociat de sisteme energetice al Universității de Stat din Oregon, Ted Brekken, rămâne sigur că tehnologic progresul va contribui la atenuarea unora dintre aceste costuri, spunându-i lui Yale Environment 360: „Tehnologia a continuat să avanseze, ceea ce este o veste bună. Dar marea problemă este reducerea costurilor. Chiar acum, există realitatea supraviețuirii în timp ce noi ajungeți acolo.

„La un moment dat, se vor face toate instalațiile ușoare și ieftine pentru eolian și solar. Și apoi energia oceanului este următoarea. ”