Energia tèrmica dels oceans

1999/09/01 Imaz Amiano, Eneko - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Energia berriztagarriak

La idea no és nova, ja que va ser citada per Jacques Arsene d'Arsonval en 1881. No obstant això, el primer intent d'explotació no va arribar fins a 1930. Georges Clause va construir un model de cicle obert en el perdulari Matances, en la costa nord-occidental de Cuba. Tenia una potència de 22 quilowatts, però consumia més del produït pel sistema. En 1979 es va construir un sistema de cicle tancat en el mateix lloc, aconseguint-se una potència neta de 15 quilowatts durant els dos anys d'assaig. En 1981 els japonesos van construir un nou sistema de cicle tancat i van aconseguir una potència neta de 35 quilowatts. Actualment només al Japó i Hawaii existeixen plantes experimentals per a l'ús de l'energia tèrmica dels oceans. Hawaii té una potència de 240 kW. No obstant això, encara no s'ha aconseguit que aquesta nova tecnologia sigui econòmicament viable.

Què és l'energia tèrmica dels oceans?

L'energia
tèrmica dels oceans és l'energia obtinguda a partir de la diferència de temperatura existent entre les aigües superficials i profundes dels oceans, és a dir, de les energies tèrmiques.

L'oceà és, bàsicament, un gran bescanviador de calor. Segons alguns càlculs realitzats, la radiació solar absorbida diàriament per les mars tropicals equival a 170.000 milions de barrils de petroli (xifra que també ha augmentat a 250.000 milions de barrils). Això és molt temptador, per descomptat, i comencen a intentar explotar-ho.

No obstant això, perquè el procés sigui tèrmicament rendible, es requereix una diferència de temperatura mínima entre la zona freda i calenta de 18-20 °C. A més, per problemes tecnològics, l'extracció d'aigua freda no sol ser recomanable a més de 1.000 m de profunditat. Totes dues condicions només es donen en els oceans tropicals i subtropicals (veure figura 1), entre 20 ºN i 20 ºS.

Usos

La producció d'electricitat és l'opció més versàtil en els possibles usos de l'energia tèrmica dels oceans (s'han realitzat proves en diversos països). Per a això s'ha desenvolupat un sistema de cicle tancat i un sistema de cicle obert.

En el sistema de cicle tancat (figura 2), el líquid de baix punt d'ebullició, com l'amoníac, s'evapora per l'aigua calenta de la superfície de la mar i passa a través d'unes turbines. A continuació, l'aigua freda de fons marí liqua l'amoníac, reiniciant el procés. Les turbines generen electricitat.

El líquid
emprat en el sistema de cicle obert (figura 3) és l'aigua calenta de la superfície de la mar. L'aigua calenta entra en la cambra de buit, s'evapora i es fa passar el vapor per la turbina per a tornar a condensar-lo i eliminar-lo amb aigua freda. En 1982 la planta japonesa tenia una potència de 40.000 watts i al maig de 1993 es va aconseguir que la planta construïda en una prova celebrada a Hawaii tingués una potència de 50.000 watts.

També
es pot formar un sistema híbrid que els uneix. Però a més de produir electricitat, també es poden utilitzar per a obtenir aigua dolça si s'utilitza un sistema de cicle obert i híbrid amb condensadors de superfície.

A més d'aquests dos usos principals, l'aigua freda extreta dels fons marins, rica en nutrients, pot ser utilitzada en vivers (Hawaiin s'utilitza en el cultiu de salmons, truites, llagostes, ostres, cloïsses i orelles de mar). Al Japó s'està investigant l'extracció de substàncies minerals de les aigües marines, concretament l'urani, sent la font d'energia necessària l'energia tèrmica dels oceans. En un pla més teòric s'ha esmentat també la possibilitat d'utilitzar l'aigua freda dels fons marins en sistemes d'aire condicionat. També s'ha esmentat la utilització de l'energia tèrmica oceànica en la mar per a la producció d'hidrogen, amoni o metanol.

Barreres

Una de les barreres és la falta de desenvolupament tecnològic suficient per a aquests sistemes, però el principal obstacle és l'enorme cost que suposa la construcció d'aquesta mena de plantes: La construcció d'una planta d'OTEC-MW de potència requereix uns 2.000 milions de dòlars, la construcció d'una central tèrmica de 1.000 MW de potència entre 20 i 60 milions de dòlars i la construcció d'una central nuclear de 1.000 MW de potència entre 700 i 3.500 milions de dòlars. Els tubs a utilitzar i situar en els fons marins són els que més encareixen la construcció de les instal·lacions de les OTEC-PLANT, tant per l'entorn de treball com pels materials especials que han d'emprar-se en la construcció de les canonades.

D'altra banda, l'últim problema que s'ha plantejat amb l'electricitat
així obtinguda és si val la pena portar-la fins a la costa o si és preferible utilitzar un producte intermedi (principalment alumini, amoníac, metanol i aigua dolça) per a la seva fabricació. Quant al
medi ambient, aquesta tecnologia no utilitza fonts d'energia no renovables o no genera grans quantitats de CO?. No obstant això, aquest tipus d'edificis poden tenir efectes locals, entre altres, la distorsió ecològica deguda a l'alteració de la temperatura de les aigües marines provocada per la mescla de capes d'aigua (i a la variació de la concentració de salinitat i nutrients associada) i els canvis en el creixement i producció d'éssers vius (algues, peixos, corals, etc.). Per descomptat, caldria analitzar si té altres conseqüències.