La força de Neptú
2005/09/01 Irazabalbeitia, Inaki - kimikaria eta zientzia-dibulgatzaileaElhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
Normalment s'esmenta l'energia de la mar quan s'elabora la llista de substituts. En què consisteix l'aprofitament de l'energia de la mar? Veiem els parcs eòlics en els nostres cims, el dipòsit de combustible es pot omplir de biodièsel en diverses zones, una central elèctrica de Sangüesa s'alimenta de palla...
Per contra, no sabem si s'ha mogut per l'energia de la mar. Recentment hem llegit en aquesta revista que aprofitant la construcció del nou dic de Mutriku es posarà en marxa una central pilot que aprofitarà l'energia de les ones. Això és tot? No sembla.
Els oceans com a dipòsit d'energia
És sabut que els oceans cobreixen les tres quartes parts de la superfície terrestre, la qual cosa els converteix en grans magatzems d'energia. En el fons negre, l'oceà es converteix en font d'energia pels efectes de la Lluna i, especialment, del Sol. Com explotar aquest recurs? L'energia extraïble de la mar pot dividir-se en sis grans grups, que apareixen en la taula inferior.
Sembla que cadascun d'aquests conjunts té les seves característiques, dificultats i beneficis. No obstant això, pot dir-se que, excepte en el cas dels vents marins, tots es troben en condicions preconcebudes suficients, és a dir, lluny d'una font d'energia fiable i expandida. Alguns, com l'energia de les ones, poden estar prop de ser comercials. De fet, l'aprofitament comercial de l'energia de les ones podria estar avui en una situació similar a la de l'energia eòlica fa quinze o vint anys.
FEBR
Aquest sistema aprofita la diferència de temperatura entre les aigües superficials dels oceans i les aigües profundes. Les instal·lacions OTEC són intercanviadors de calor on un líquid s'evapora mitjançant l'aigua calenta superficial per a accionar una turbina i, més tard, per a tornar a liquar-se mitjançant aigües profundes fredes. En la turbina es produeix energia elèctrica. L'energia elèctrica pot connectar-se directament a la xarxa o ser utilitzada per a produir una altra font secundària d'energia, com és el cas de l'hidrogen a partir de les aigües marines.
Per a un correcte funcionament del sistema, el gradient de temperatura mínim és de 20 °C. Aquesta situació només es dóna en els oceans tropicals, la qual cosa limita molt la disponibilitat del sistema, a part dels problemes tecnològics. Així mateix, és necessari aconseguir una profunditat de 1000 m per a poder trobar aquest gradient. Això allunya les centrals elèctriques de la costa.
El sistema OTEC no és nou. Fa ja 18 anys que parlem d'això en la revista Elhuyar, i la veritat és que el que s'ha dit i la inquietud que s'ha fet es manté. En diverses zones del Pacífic, especialment a Hawaii, s'han realitzat recerques exhaustives i s'han posat en marxa plantes pilot, però no sembla que tinguem una explotació comercial estesa.
Gradient de salinitat
Aquest sistema d'extracció d'energia de la mar és el més allunyat de l'ús comercial. L'escuma pot ser usable per a mediats d'aquest segle. La base d'aquest sistema és l'explotació de l'entropia que es genera en la mescla d'aigua dolça i salada.
La mescla d'aigua salada i aigua dolça permet obtenir una energia de fins a 2,6 MW m 3 /s. Per a l'extracció d'aquesta energia s'han proposat diferents vies: aprofitar la diferència de pressió de vapor existent entre l'aigua dolça i la salada, o utilitzar la diferent capacitat dels polímers orgànics de bufar en aigua dolça i salada. No obstant això, les membranes semipermeables i les que utilitzen processos d'osmosis semblen les més accessibles: osmosis retardades per la pressió (PRO) i osmosis (XARXA).
En el procés XARXA s'utilitzen alternativament cel·les plenes d'aigua dolça o salada en les quals els ions de sal migren en membranes de difusió natural i generen corrent continu de baixa tensió. Les membranes utilitzades en el mètode PRO són més permeables a l'aigua que a la sal, i si l'aigua dolça i salada estan separades per aquestes membranes, l'osmosi obligarà al fet que l'aigua dolça es desplaci cap a la zona d'aigua salada, obtenint-se una pressió hidroestàtica de 26 bar.
Aquest sistema presenta avantatges evidents enfront d'altres formes d'extracció d'energia marina, especialment pel seu caràcter continu i per la possibilitat de construir instal·lacions de totes les dimensions, tant de la desembocadura d'un riu com d'un riu de gran cabal. No obstant això, molts camps de la tecnologia continuen necessitant un gran desenvolupament.
Energia del vent
L'energia eòlica terrestre és habitual entre nosaltres. En altres països, com Suècia, s'estan construint parcs amb aerogeneradors situats en la mar.
Tecnològicament no presenten diferències significatives respecte als terrestres, a més de la protecció necessària per a treballar en un entorn ressalti, però no han augmentat tant, encara que el vent marí sigui més fort i estable que el terrestre. La seva principal raó és el cost, tant d'instal·lació com de manteniment.
També han de superar actituds contràries a la societat. Per exemple, els pescadors s'han mostrat en contra del parc eòlic marí que Greenpeace vol impulsar enfront de la Tarifa d'Andalusia, perquè creuen que reduirà la pesca.
Corrents marins
En molts llocs, els corrents marins tenen una gran força. Per tant, podria pensar-se que es poden utilitzar per a generar energia elèctrica. Dir i fer. Encara no hi ha instal·lacions que alimentin la xarxa elèctrica, però ja s'estan provant algunes instal·lacions pilot, com per exemple en el canal de Bristol, d'IT Power. Els instruments d'explotació dels corrents són estructures assentades sobre el fons marí, amb forma d'hèlixs que es col·loquen sota l'aigua a una profunditat adequada. El corrent fa girar les pales de l'hèlix. Tenen forma d'aerogeneradors submergits.
Els avantatges d'aquesta font energètica se centren en tres: la disponibilitat de tecnologia, la seva ubicació en la costa i el seu baix impacte ambiental. No obstant això, també presenta desavantatges com la necessitat d'ubicacions especials i els elevats costos d'instal·lació i manteniment.
Energia de les marees
Entre nosaltres és bastant coneguda la central de la Rance (Bretanya), que aprofita l'energia de les marees. Hi ha uns altres en el món, com la Xina i el Canadà, i en la costa basca s'han utilitzat molins de marea. La tecnologia que utilitzen aquestes centrals és molt senzilla: estan formades per una presa que emmagatzema l'aigua quan puja la marea i un ram de turbines. No obstant això, no està molt estesa i no sembla que vagi a estendre's molt, a causa de la necessitat d'espais singulars com l'estuari i als impactes ambientals que té.
Energia de les ones
En el número 209 d'aquesta revista, concretament en el de maig d'ahir, es va fer un repàs a l'energia de les ones, especialment a les instal·lacions situades en la costa, amb l'excusa de la turbina que EVE té previst realitzar en Mutriku i que utilitzarà la tecnologia OWC.
No obstant això, existeixen altres alternatives per a l'aprofitament de l'energia de les ones, entre les quals destaquen les instal·lacions que es posen en flotació o semi-flotació en la mar, i que existeixen en el món infinitat de projectes per a aprofitar d'aquesta manera l'energia de les ones. Un d'ells és el Pelamis, que ja està en sessions pilot.
Pelamis és un llarg tub a manera de cuc que sura en alta mar. Aquest tub, de 150 m de longitud i 3,5 m de diàmetre, està dividit en quatre trams. Pelamis pot moure's tant cap amunt com cap avall i cap a l'esquerra i la dreta per acció de l'onatge, fent que l'oli d'un circuit hidràulic passi per les turbines generadores d'energia elèctrica. Aquestes estructures tipus cuc s'ancorarien en una espècie de xarxa prop de la costa. Un parc d'1 km 2 de pelamis podria subministrar energia elèctrica de 30 MW.
L'explotació energètica de les mars està en els seus inicis. La majoria dels projectes no han passat per proves. No obstant això, és un dels futurs més prometedors i estesos en el camp de les energies alternatives. Per això, no hauria de sorprendre'ns que en pocs anys, les parts significatives del subministrament mundial d'energia elèctrica provinguin de la mar.
Energia marina al País Basc
El projecte que ha de realitzar l'EVE en Mutriku pretén demostrar que l'energia marina ha començat a arrencar a Euskal Herria. En el nostre cas, l'energia de les marees, sistemes com OTEC o l'aprofitament dels corrents marins no té sentit perquè el nivell de les marees és massa baix (4,5 m), la diferència de temperatura entre les aigües superficials i les profundes és massa reduïda i no hi ha corrents marins significatius.
No obstant això, des del punt de vista de l'energia de les ones i de l'energia dels vents marins són bones opcions. Només tenint en compte la direcció i la força del vent, és possible la construcció de parcs eòlics marins en la costa basca, però donat el ràpid enfonsament de la plataforma continental, no sembla que es vagi a anar per aquesta via per problemes econòmics.
L'energia de les ones pot tenir futur. Segons l'estudi realitzat per César Vidal en la Universitat de Cantàbria, la costa basca és un lloc idoni per a aprofitar l'energia de les ones. Vidal ha destacat dues característiques: d'una banda, la força expressiva de les ones i, per un altre, la seva baixa variabilitat de direcció. De fet, al Cantàbric les ones dominen el nord-oest.
A més de la de Mutriku, pròximament hi haurà una altra planta pilot en la mar de Bizkaia. Promogut per Iberdrola, a l'altura del cap Pescador de Santoña (Cantàbria) es construirà una central flotant que usarà energia de les ones entre 1,5 i 3 quilòmetres de la costa. S'utilitzarà la tecnologia d'Ocean Power Technologies. La central estarà formada per deu boies de 150 kW que es connectaran mitjançant un cable a la xarxa elèctrica. Es tracta de determinar la corba de producció, la capacitat d'adaptació del sistema de les marees a la diferència d'altura, els problemes de manteniment, els costos d'operació, la interconnexió entre unitats i xarxa i els costos d'inversió.
Investigadors i tecnòlegs bascos no volen quedar-se enrere en aquest camp. Com a conseqüència, la corporació Tecnalia ha constituït un grup de treball dins del projecte Oceantec per a treballar en el sector de les tecnologies de les energies marines. Té quatre objectius principals: desenvolupar l'activitat tecnològica necessària per a la creació d'indústria en l'àmbit de les energies marines; desenvolupar un sistema de generació d'energia; crear una infraestructura pilot i crear el Centre Basc d'Energies Marines.
D'altra banda, l'activitat de l'EVE no es limitarà únicament a la iniciativa de Mutriku. En aquest sentit, s'està duent a terme una avaluació dels recursos, com són les característiques de les ones que assoten la costa basca. En aquest context s'emmarca l'informe del professor Vidal anteriorment esmentat. Així mateix, pretén impulsar el sector basc de les energies marines.
Els reptes de l'energia marina
A la vista de l'escoltat en la jornada organitzada per l'EVE, es podria pensar que la situació de l'energia marina és similar a la de l'energia eòlica fa uns quinze anys. De fet, algunes tecnologies estan desenvolupades i estem en condicions de fer el salt al sector comercial. Podem estar a les portes de l'auge de l'energia marina. Entre els experts es plantejaven, a més de la fiabilitat de les tecnologies, dues preocupacions principals: d'una banda, convertir les tecnologies de l'energia de les ones en atractives davant el món financer per a atreure inversions i posar en marxa el negoci energètic de les ones, i per un altre, minimitzar l'impacte visual de les instal·lacions d'aprofitament energètic de les ones.
Alguns experts van posar l'accent en la fiabilitat de la tecnologia, i especialment en el desenvolupament d'estàndards de comparació de sistemes. És a dir, en la necessitat de posar en marxa una tecnologia de l'energia marina tipus ISO. En aquest sentit, es va considerar molt important el treball realitzat pel centre EMEC situat a les illes Orkney d'Escòcia. En aquesta organització s'està treballant en el desenvolupament d'aquests estàndards i s'ha treballat durant quatre anys en un sistema OWC que ara està sent testat per Pelamis.
