Japonia zamierza zanurzyć w morzu gigantyczną turbinę, by wykorzystywać energię prądów morskich

W tym artykule:

1. Generator na dnie oceanu
2. Ile energii niesie morski prąd?
3. Ile energii generuje podwodna turbina?
4. Ile energii musimy zacząć pozyskiwać z oceanów?

Ponad 70 proc. powierzchni Ziemi zajmuje woda. Ponad 96 proc. ziemskiej wody znajduje się w oceanach. Ta ogromna masa cieczy nie jest nieruchoma. Porusza nią oddziaływanie grawitacyjne Księżyca, które sprawia, że woda ziemska regularnie przesuwa się w formie pływów. A także prądy oceaniczne: wielkie cyrkulacje morskiej wody wywoływane ruchem obrotowym Ziemi, stałymi wiatrami i różnicami temperatur.

To wszystko wskazuje, że wody oceanów mogłyby być dobrymi źródłami energii odnawialnej. Skoro potrafimy czerpać energię z poruszającego się powietrza – czyli z wiatrów – równie dobrze powinno nam się to udawać w przypadku wody. Jednak wykorzystywanie energii prądów morskich, pływów i fal ciągle jest w powijakach. Technologie niezbędne do tego są na razie wykorzystywane na małą skalę.

Generator na dnie oceanu

Test jednej z nich przeprowadzono w Japonii. Firma IHI Corporation od ponad dekady pracuje nad urządzeniem, które pracowałoby pod powierzchnią oceanu. Rezultatem jest 330-tonowy prototyp o nazwie Kairyu. W tłumaczeniu to słowo oznacza „oceaniczny prąd”.

4 dni tylko na energii odnawialnej. Portugalii się udało. Czy mogłaby na dłużej?

Znaczące zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii wymaga więcej wysiłku niż tylko budowanie turbin wiatrowych i elektrowni słonecznych.

Urządzenie składa się z potężnego, dwudziestometrowego kadłuba, do którego boków przyczepione są dwa cylindry. Każdy z nich zawiera generatory energii wyposażone w jedenastometrowe turbiny.

Kairyu pracuje 50 metrów pod powierzchnią wody, przyczepiony do dna oceanu. Tam sam może zmienić swoje położenie, ustawiając się względem prądu tak, by ruch mas wody napędzał turbiny.

Ile energii niesie morski prąd?

Japonia ma długą tradycję korzystania z niskoemisyjnych źródeł energii. Jednak katastrofa w elektrowni jądrowej w Fukushimie w 2011 r. sprawiła, że energetyka jądrowa (jedenaście lat temu zaspokajająca 30 proc. krajowego zapotrzebowania na energię) straciła na popularności. W rezultacie Japonia musi importować 90 proc. energii z zagranicy.

Dlatego trwają poszukiwania źródeł energii alternatywnych w stosunku do atomu. Jednym z pomysłów jest wykorzystanie prądów morskich. Wzdłuż wschodnich i południowych wybrzeży Japonii przebiega bardzo silny prąd Kuroshio. Szacuje się, że gdyby udało się wykorzystać całą jego energię, dałoby to 205 gigawatów elektryczności. Czyli tyle, ile energii wytwarza się w tej chwili w Japonii.

Ile energii generuje podwodna turbina?

Kairyu jest jeszcze daleki od tego, by uszczknąć chociażby część tej mocy. Na razie – przy prędkości prądów wynoszącej dwa-cztery węzły, czyli jeden-dwa metry na sekundę – prototyp generował 100 kilowatów energii. To o wiele mniej, niż wytwarza przeciętna turbina wiatrowa (ponad 3 megawaty).

Jak działają baterie grawitacyjne, dzięki którym magazynujemy energię ze źródeł odnawialnych?

Sposób na gromadzenie i przechowywanie energii to jedno z największych wyzwań, przed jakimi stoi nasza cywilizacja. Energii, choćby tej dostarczanej przez słońce, mamy dużo. Problemem jest o...

Firma IHI Corporation podkreśla jednak, że po odpowiednim powiększeniu urządzenia, mogłoby ono uzyskiwać 2 megawaty energii. Wymagałoby to wyposażenia je w turbiny długości 20 metrów.

Ile energii musimy zacząć pozyskiwać z oceanów?

Jeśli Kairyu uda się przeskalować – czyli odpowiednio powiększyć – pierwsza podwodna elektrownia składająca się z podobnych urządzeń może zacząć działać w Japonii w następnej dekadzie. Docelowo – czyli jeśli technologia okaże się sprawna i odporna na warunki środowiskowe – energia oceanów mogłaby zaspokajać 40–70% potrzeb energetycznych Japonii.

Na razie jednak komukolwiek daleko do takich wyników. IEA podaje, że prototypowe instalacje wykorzystujące energię oceanów, które działają w raptem kilku krajach świata, mają moc między 10 kW a 1 MW. To o wiele mniej niż potrzebujemy, by zrealizować scenariusz zerowej emisji CO₂ w 2050 r. Zakłada on, że do 2030 r. coroczny przyrost energii pozyskiwanej z oceanów ma wynosić 1 GW.

Źródła: IHI Corporation, world-nuclear.org.