Jak Bałtyk staje się źródłem czystej energii. Powstaje coś imponującego

Orlen i Northland Power wspólnie realizują projekt mający na celu budowę farmy wiatrowej Baltic Power o imponującej mocy 1,2 GW. Inwestycja ta jest jednym z przykładów, jak można efektywnie wykorzystać zasoby Bałtyku do produkcji energii odnawialnej. Jednakże na świecie istnieje wiele innych innowacyjnych metod pozyskiwania energii z mórz i oceanów. Jakie są więc te technologie?

Planowana pierwsza w Polsce morska farma wiatrowa – Baltic Power – ma zostać uruchomiona w 2026 roku. Obiekt ten zlokalizowany będzie 3 km od wybrzeży Choczewa i Łeby, zajmując powierzchnię 130 km² i składając się z 76 turbin o mocy 15 megawatów każda, dostarczonych przez firmę Vestas.

Budowa turbin wiatrowych na morzu niesie ze sobą więcej wyzwań technicznych niż lądowe odpowiedniki, ale w dłuższej perspektywie czasu okazuje się być bardziej opłacalna. Morskie lokalizacje oferują lepsze i bardziej stabilne warunki wiatrowe oraz mniej restrykcyjne ograniczenia środowiskowe w porównaniu do instalacji lądowych.

Projekt Baltic Power to część globalnego trendu, w którym coraz częściej wykorzystuje się potencjał mórz i oceanów do produkcji energii. Jakie inne rozwiązania są w tej chwili rozwijane?

Jedną z najbardziej zaawansowanych technologii jest metoda opracowana przez naukowców z Politechniki w Lozannie (L'Ecole polytechnique federale de Lausanne – EPFL), która wykorzystuje osmozę pomiędzy wodą słoną a słodką. Proces ten polega na przenikaniu słodkiej wody przez specjalną membranę w wyniku różnicy zasolenia i ciśnienia hydrostatycznego, co można przekształcić w energię elektryczną. Obecnie rozwiązanie to jest testowane w laboratoriach, ale ma wielki potencjał na przyszłość.

Badania nad osmotyczną produkcją energii prowadzone są również w Stanach Zjednoczonych i Japonii. Naukowcy przewidują, że technologia ta może pokryć do 10% przyszłego zapotrzebowania na energię w tych krajach.

Innym obiecującym rozwiązaniem jest technologia wykorzystująca różnice temperatur wody. Znana od XIX wieku OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) opiera się na wykorzystaniu cieplejszej wody z powierzchni oceanu i chłodniejszej z głębin. Obecnie technologie te są w fazie pilotażowej i testowej, a eksperymentalne instalacje powstają między innymi w Stanach Zjednoczonych, Indiach i Japonii.

Bardziej konwencjonalnym podejściem jest wykorzystanie cyklicznych ruchów morskich, takich jak przypływy i odpływy wywołane grawitacją Księżyca. Na wybrzeżach oceanicznych, gdzie różnice poziomu wody mogą sięgać kilku metrów, z powodzeniem można budować elektrownie pływowe. Są one instalowane w miejscach takich jak ujścia rzek, gdzie przypływy wtłaczają wodę w głąb lądu, a odpływy ją z powrotem ściągają do morza, napędzając przy tym turbiny produkujące prąd.

Główną wadą elektrowni pływowych jest ich ograniczony czas pracy. Jednak ich zaletą jest przedwidywalność cykli pływów, co zapewnia regularną produkcję energii. Pierwsza duża elektrownia tego typu powstała w 1966 roku u ujścia rzeki Rance w Bretanii. Do dzisiaj funkcjonująca Rance Tidal Power Station generuje rocznie około 500 GWh energii dzięki 24 turbinom.

W 2011 roku w Korei Południowej rozpoczęła działalność podobna elektrownia o nieco większej mocy. Sihwa Lake Tidal Power Station, zbudowana za ponad pół miliarda dolarów, obecnie dostarcza około 550 GWh rocznie.

Energie pływów wykorzystuje również największa na świecie nawodna elektrownia pływowa, Orbital Marine O2. Instalacja ta składa się z kadłuba oraz dwóch opuszczanych gondoli z rotorami, które działają bez względu na kierunek przepływu wody.

Instalacja ma 72 metry długości i wyporność 680 ton, a rotory mają średnicę 20 metrów. Istotną zaletą tej technologii jest jej mobilność, umożliwiająca przemieszczanie elektrowni do różnych miejsc, gdzie występują optymalne warunki i wysokie zapotrzebowanie na energię.

Dwa lata temu, u wybrzeży Japonii, rozpoczęto testy elektrowni Kairyu, której celem jest wykorzystanie energii prądów morskich. Prądy morskie, w przeciwieństwie do pływów, są stałe i stabilne, co umożliwia ciągłą pracę turbin przez całą dobę.

Kairyu to zanurzalny obiekt o masie 300 ton, który wykorzystuje ruch wody generowany przez ciepły prąd morski Kuro Siwo, przepływający wzdłuż Wysp Japońskich. Elektrownia jest zakotwiczona do dna morskiego i może zmieniać swoje zanurzenie, aby efektywnie wykorzystać ruch wody, a także może wynurzać się całkowicie, co umożliwia przeprowadzanie prac serwisowych.