Ενέργεια από τη θάλασσα

Με την εκμετάλλευση της διαφοράς της θερμοκρασίας που παρατηρείται ανάμεσα στα επιφανειακά νερά και σε εκείνα που βρίσκονται κοντά στον πυθμένα μπορεί να παραχθεί “καθαρή” ενέργεια από τη θάλασσα!

Οι επιστήμονες αισιοδοξούν ότι αν η συγκεκριμένη τεχνολογία πετύχει θα αποτελέσει τη μεγαλύτερη πηγή ανανεώσιμης ενέργειας στον κόσμο. Με τον τρόπο αυτό θα χαλαρώσει ο «βρόγχος» στην οικονομία πολλών κρατών που εξαρτώνται εξ ολοκλήρου από τα ορυκτά καύσιμα. Έτσι, λοιπόν, δεκάδες εταιρείες και δημόσιοι οργανισμοί σε κάθε σημείο της γης προσπαθούν να δημιουργήσουν μια εμπορικά αποδεκτή πλατφόρμα, η οποία θα αξιοποιεί το νερό του ωκεανού για να το μετατρέπει σε ηλεκτρική ενέργεια.

Η φιλοσοφία της νέας τεχνολογίας επικεντρώνεται στη διαφορά της θερμοκρασίας που έχουν τα νερά στην επιφάνεια της θάλασσας με εκείνα στα μεγάλα βάθη, κοντά στον πυθμένα. Η διαφορά της θερμοκρασίας, ανάλογα με το σημείο του ωκεανού, μπορεί να φθάνει ή να ξεπερνά τους 10 °C. Τα επιφανειακά νερά που κυκλοφορούν σε βάθος μέχρι 100 μέτρων, όπου φθάνουν οι ακτίνες του ήλιου ενεργοποιώντας τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης από διάφορους οργανισμούς όπως το πλαγκτόν, μπορεί να έχουν θερμοκρασία περίπου 15 °C ή και μεγαλύτερη αν πρόκειται για κλειστή θάλασσα όπως η Μεσόγειος. Τα βαθύτερα ύδατα έχουν θερμοκρασία περί τους 5 °C.

Σύμφωνα με την επιστημονική επιθεώρηση «Νew Scientist» η τεχνολογία αυτή, που ακούει στο όνομα Μετατροπή Ωκεάνιας Θερμικής Ενέργειας (OTEC, Ocean Thermal Energy Conversion), χρησιμοποιεί σε πρώτη φάση το θερμό επιφανειακό νερό για να ζεστάνει σε έναν ειδικό θάλαμο μια ποσότητα υγρού που έχει χαμηλό σημείο βρασμού, όπως η αμμωνία ή ένα μείγμα αμμωνίας και νερού. Όταν το μείγμα αυτό βράσει, το αέριο που απελευθερώνεται δημιουργεί αρκετή πίεση ώστε να οδηγήσει έναν αεριοστρόβιλο ο οποίος παράγει την ενέργεια. Στη συνέχεια το αέριο αυτό παγώνει καθώς διέρχεται μέσα από το ψυχρό νερό του πυθμένα του ωκεανού, το οποίο αντλείται με τη βοήθεια ενός τεράστιου αγωγού από fiberglass που έχει μήκος τουλάχιστον 1.000 m και διάμετρο 27m. Ο αγωγός αυτός μάλιστα είναι σε θέση να ρουφά το παγωμένο νερό με ρυθμό 1.000 tn/s. Όταν το αέριο μετά την ψύξη του συμπυκνωθεί ξανά σε ρευστή μορφή για να επαναχρησιμοποιηθεί (ως μείγμα αμμωνίας- νερού), τότε το ψυχρό νερό διοχετεύεται πάλι στα βάθη του ωκεανού.

Μονάδα εκμετάλλευσης θαλάσσιας θερμικής ενέργειας

Για παράδειγμα, μια εγκατάσταση παραγωγής ηλεκτρισμού 100 ΜW θα απαιτούσε έναν κεντρικό σωλήνα με διάμετρο μεγαλύτερη από 10m και μήκους σχεδόν 1 km. Ο αγωγός θα πρέπει να τοποθετηθεί κάθετα αλλά τότε θα έρθει αντιμέτωπος με την πίεση που θα του ασκούν τα ρεύματα και η κίνηση της εξέδρας στην επιφάνεια της θάλασσας με αποτέλεσμα να είναι πολύ δύσκολο να αγκιστρωθεί και να σταθεροποιηθεί σε μια θέση. Το πρόβλημα αντιμετώπισαν πριν από μερικά χρόνια στο Ινστιτούτο Ωκεάνιας Τεχνολογίας στην Ινδία (India’s National Institute of Ocean Technology), όταν ένας αγωγός μήκους 800m που επιχειρήθηκε να τοποθετηθεί στον Κόλπο της Βεγγάλης χάθηκε στον πυθμένα σε βάθος 1.100m.

Η κεντρική ιδέα που χαρακτηρίζει αυτή την τεχνολογία είχε διατυπωθεί αρχικά το 1881 από τον Γάλλο φυσικό Jacques d’Arsonval χωρίς όμως να αποσπάσει το ενδιαφέρον των ειδικών. Άλλωστε εκείνη την εποχή δεν γινόταν η εκτεταμένη εξόρυξη των ορυκτών καυσίμων που καταγράφεται σήμερα. Τα πράγματα όμως άλλαξαν τη δεκαετία του 1970 με τη διεθνή κρίση του πετρελαίου και η αμερικανική κυβέρνηση χρηματοδότησε τη δημιουργία μιας πλατφόρμας αξιοποίησης του θαλασσινού νερού η οποία μπορούσε να παράγει 50 kW ηλεκτρισμού. Την ίδια εποχή οι Ιάπωνες δημιούργησαν αντίστοιχη πλατφόρμα δυναμικότητας 120 kW.

Αντίστοιχη τεχνολογία χρησιμοποιείται ήδη στο Τορόντο του Καναδά για τον κλιματισμό των κτιρίων. Εκεί δεν χρησιμοποιούν το νερό του ωκεανού αλλά εκμεταλλεύονται τα υδάτινα στρώματα στον πυθμένα της λίμνης Οντάριο. Το σύστημα κλιματισμού θα εγκατασταθεί μελλοντικά σε όλα τα κτίρια του κέντρου της πόλης και εκτιμάται ότι θα οδηγήσει στην εξοικονόμηση 60 ΜW ηλεκτρικής ενέργειας. Η τεχνολογία που εφαρμόζεται στον Καναδά στηρίζεται στην άντληση του λιμναίου νερού από βάθος 80m, το οποίο έχει θερμοκρασία 4 °C. Από εκεί διοχετεύεται στην πόλη διαμέσου τριών αγωγών μήκους 5 km ο καθένας. Στη συνέχεια το κρύο νερό χρησιμοποιείται για να ψύχει τον αέρα.

Ειδικοί επιστήμονες θεωρούν πως η τεχνολογία αυτή μπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή 500 ΜW. Συγκριτικά, μπορεί να αναφερθεί στο σημείο αυτό, ότι το 88,5% της εγκατεστημένης ηλεκτρικής ισχύος στην Ελλάδα ανέρχεται σε 12.760 ΜW και προέρχεται κατά κύριο λόγο από λιγνιτικές, υδροηλεκτρικές, πετρελαϊκές μονάδες και μονάδες φυσικού αερίου. Μάλιστα, δύο νέες λιγνιτικές μονάδες που θα κατασκευαστούν στην Πτολεμαϊδα και τη Φλώρινα θα έχουν συνολική ισχύ 900 ΜW, δηλαδή κάτι λιγότερο από το μισό της ισχύος που θα μπορεί να παράγει η “πλατφόρμα” καθαρής ενέργειας από τον ωκεανό.

Η ενέργεια αυτή λοιπόν θα παράγεται σε υπεράκτιες πλατφόρμες και θα διοχετεύεται σε χερσαία δίκτυα διανομής, μέσω υπόγειων καλωδίων. Ήδη το υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ ανέθεσε στην αεροδιαστημική βιομηχανία Lockheed Martin τη δημιουργία μιας τέτοιας πλατφόρμας για την ηλεκτροδότηση νησιών της Χαβάης. Οι μηχανικοί όμως της πολυεθνικής εταιρείας, οι οποίοι τους τελευταίους 12 μήνες προσπαθούν να τελειοποιήσουν αυτό το σύστημα, λένε πως τα προβλήματα που πρέπει να ξεπεραστούν είναι μεγάλα.

Πηγές:

1. McKenna Phil, Plumbing the oceans could bring limitless clean energy, New Scientist, Issue 2683, 19 November 2008.
2. Ελευθεροτυπία, Σάββατο 29 Νοεμβρίου 2008.