Energía térmica de los océanos

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

• Energia berriztagarriak

La idea no es nueva, ya que fue citada por Jacques Arsene d'Arsonval en 1881. Sin embargo, el primer intento de explotación no llegó hasta 1930. Georges Clause construyó un modelo de ciclo abierto en el golfo Matanzas, en la costa noroccidental de Cuba. Tenía una potencia de 22 kilovatios, pero consumía más de lo producido por el sistema. En 1979 se construyó un sistema de ciclo cerrado en el mismo lugar, alcanzándose una potencia neta de 15 kilovatios durante los dos años de ensayo. En 1981 los japoneses construyeron un nuevo sistema de ciclo cerrado y alcanzaron una potencia neta de 35 kilovatios. Actualmente sólo en Japón y Hawai existen plantas experimentales para el uso de la energía térmica de los océanos. Hawai tiene una potencia de 240 kW. Sin embargo, todavía no se ha conseguido que esta nueva tecnología sea económicamente viable.

¿Qué es la energía térmica de los océanos?

La
energía térmica de los océanos es la energía obtenida a partir de la diferencia de temperatura existente entre las aguas superficiales y profundas de los océanos, es decir, de las energías térmicas.

El océano es, básicamente, un gran intercambiador de calor. Según algunos cálculos realizados, la radiación solar absorbida diariamente por los mares tropicales equivale a 170.000 millones de barriles de petróleo (cifra que también ha aumentado a 250.000 millones de barriles). Eso es muy tentador, por supuesto, y empiezan a intentar explotarlo.

Sin embargo, para que el proceso sea térmicamente rentable, se requiere una diferencia de temperatura mínima entre la zona fría y caliente de 18-20ºC. Además, por problemas tecnológicos, la extracción de agua fría no suele ser recomendable a más de 1.000 m de profundidad. Ambas condiciones sólo se dan en los océanos tropicales y subtropicales (ver figura 1), entre 20 ºN y 20 ºS.

Usos

La producción de electricidad es la opción más versátil en los posibles usos de la energía térmica de los océanos (se han realizado pruebas en varios países). Para ello se ha desarrollado un sistema de ciclo cerrado y un sistema de ciclo abierto.

En el sistema de ciclo cerrado (figura 2), el líquido de bajo punto de ebullición, como el amoniaco, se evapora por el agua caliente de la superficie del mar y pasa a través de unas turbinas. A continuación, el agua fría de fondo marino licua el amoniaco, reiniciando el proceso. Las turbinas generan electricidad.

El líquido
empleado en el sistema de ciclo abierto (figura 3) es el agua caliente de la superficie del mar. El agua caliente entra en la cámara de vacío, se evapora y se hace pasar el vapor por la turbina para volver a condensarlo y eliminarlo con agua fría. En 1982 la planta japonesa tenía una potencia de 40.000 vatios y en mayo de 1993 se consiguió que la planta construida en una prueba celebrada en Hawai tuviera una potencia de 50.000 vatios.

También
se puede formar un sistema híbrido que los une. Pero además de producir electricidad, también se pueden utilizar para obtener agua dulce si se utiliza un sistema de ciclo abierto e híbrido con condensadores de superficie.

Además de estos dos usos principales, el agua fría extraída de los fondos marinos, rica en nutrientes, puede ser utilizada en viveros (Hawaiin se utiliza en el cultivo de salmones, truchas, langostas, ostras, almejas y orejas de mar). En Japón se está investigando la extracción de sustancias minerales de las aguas marinas, concretamente el uranio, siendo la fuente de energía necesaria la energía térmica de los océanos. En un plano más teórico se ha mencionado también la posibilidad de utilizar el agua fría de los fondos marinos en sistemas de aire acondicionado. También se ha mencionado la utilización de la energía térmica oceánica en el mar para la producción de hidrógeno, amonio o metanol.

Barreras

Una de las barreras es la falta de desarrollo tecnológico suficiente para estos sistemas, pero el principal obstáculo es el enorme coste que supone la construcción de este tipo de plantas: La construcción de una planta de OTEC-MW de potencia requiere unos 2.000 millones de dólares, la construcción de una central térmica de 1.000 MW de potencia entre 20 y 60 millones de dólares y la construcción de una central nuclear de 1.000 MW de potencia entre 700 y 3.500 millones de dólares. Los tubos a utilizar y ubicar en los fondos marinos son los que más encarecen la construcción de las instalaciones de las OTEC-PLANT, tanto por el entorno de trabajo como por los materiales especiales que deben emplearse en la construcción de las tuberías.

Por otro lado, el último problema que se ha planteado con la electricidad
así obtenida es si merece la pena llevarla hasta la costa o si es preferible utilizar un producto intermedio (principalmente aluminio, amoniaco, metanol y agua dulce) para su fabricación. En
cuanto al medio ambiente, esta tecnología no utiliza fuentes de energía no renovables o no genera grandes cantidades de CO2. Sin embargo, este tipo de edificios pueden tener efectos locales, entre otros, la distorsión ecológica debida a la alteración de la temperatura de las aguas marinas provocada por la mezcla de capas de agua (y a la variación de la concentración de salinidad y nutrientes asociada) y los cambios en el crecimiento y producción de seres vivos (algas, peces, corales, etc.). Por supuesto, habría que analizar si tiene otras consecuencias.