Énergie thermique des océans

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

• Energia berriztagarriak

L'idée n'est pas nouvelle, car elle a été citée par Jacques Arsene d'Arsonval en 1881. Cependant, la première tentative d'exploitation n'est arrivée qu'en 1930. Georges Clause a construit un modèle à cycle ouvert dans le golfe Matanzas, sur la côte nord-ouest de Cuba. Il avait une puissance de 22 kilowatts, mais consommait plus que le système. En 1979, un système de cycle fermé a été construit au même endroit, atteignant une puissance nette de 15 kilowatts pendant les deux années d'essai. En 1981, les Japonais construisirent un nouveau système à cycle fermé et atteignirent une puissance nette de 35 kilowatts. Actuellement, seules des plantes expérimentales existent au Japon et à Hawaï pour l'utilisation de l'énergie thermique des océans. Hawaï a une puissance de 240 kW. Cependant, cette nouvelle technologie n'a pas encore pu être économiquement viable.

Qu'est-ce que l'énergie thermique des océans ?

L'énergie
thermique des océans est l'énergie obtenue à partir de la différence de température existante entre les eaux superficielles et profondes des océans, c'est-à-dire des énergies thermiques.

L'océan est essentiellement un grand échangeur de chaleur. Selon certains calculs, le rayonnement solaire absorbé quotidiennement par les mers tropicales équivaut à 170 milliards de barils de pétrole (chiffre qui a également augmenté à 250 milliards de barils). C'est très enchanteur, bien sûr, et ils commencent à essayer de l'exploiter.

Cependant, pour que le processus soit thermiquement rentable, il faut une différence de température minimale entre la zone froide et chaude de 18-20ºC. En outre, en raison de problèmes technologiques, l'extraction d'eau froide n'est généralement pas recommandée à plus de 1000 m de profondeur. Les deux conditions ne sont données que dans les océans tropicaux et subtropicaux (voir figure 1), entre 20 et 20 °S.

Applications

La production d'électricité est le choix le plus polyvalent dans les utilisations possibles de l'énergie thermique des océans (des tests ont été effectués dans plusieurs pays). Un système à cycle fermé et un système à cycle ouvert ont été développés.

Dans le système à cycle fermé (Figure 2), le liquide à bas point d'ébullition, comme l'ammoniac, s'évapore par l'eau chaude de la surface de la mer et passe à travers des turbines. Ensuite, l'eau froide de fond marin liquéfié l'ammoniac, redémarrer le processus. Les turbines produisent de l'électricité.

Le liquide
utilisé dans le système à cycle ouvert (Figure 3) est l'eau chaude de la surface de la mer. L'eau chaude pénètre dans la chambre à vide, s'évapore et se fait passer la vapeur dans la turbine pour la recondenser et l'éliminer avec de l'eau froide. En 1982 l'usine japonaise avait une puissance de 40.000 watts et en mai 1993 on a obtenu que l'usine construite dans une épreuve célébrée à Hawaï ait une puissance de 50.000 watts.

On
peut aussi former un système hybride qui les unit. Mais en plus de produire de l'électricité, ils peuvent également être utilisés pour obtenir de l'eau douce si un système à cycle ouvert et hybride avec condensateurs de surface est utilisé.

En plus de ces deux utilisations principales, l'eau froide extraite des fonds marins, riche en nutriments, peut être utilisée dans les pépinières (Hawaiin est utilisée dans la culture de saumons, truites, homards, huîtres, palourdes et oreilles de mer). Au Japon, l'extraction de substances minérales dans les eaux marines, notamment l'uranium, est une source d'énergie nécessaire pour l'énergie thermique des océans. Sur un plan plus théorique, on a également mentionné la possibilité d'utiliser l'eau froide des fonds marins dans des systèmes de climatisation. Il a également été mentionné l'utilisation de l'énergie thermique océanique en mer pour la production d'hydrogène, d'ammonium ou de méthanol.

Obstacles

Une des barrières est le manque de développement technologique suffisant pour ces systèmes, mais le principal obstacle est l'énorme coût que suppose la construction de ce type de plantes: La construction d'une usine d'OTEC-MW de puissance nécessite environ 2 milliards de dollars, la construction d'une centrale thermique de 1 000 MW de puissance entre 20 et 60 millions de dollars et la construction d'une centrale nucléaire de 1 000 MW de puissance entre 700 et 3 milliards de dollars. Les tubes à utiliser et à placer dans les fonds marins sont ceux qui méritent le plus la construction des installations des OTEC-PLANT, tant par l'environnement de travail que par les matériaux spéciaux à utiliser pour la construction des tuyauteries.

D'autre part, le dernier problème qui s'est posé avec l'électricité ainsi obtenu est de savoir s'il vaut
la peine de la transporter jusqu'à la côte ou s'il est préférable d'utiliser un produit intermédiaire (principalement aluminium, ammoniac, méthanol et eau douce) pour sa fabrication. En
ce qui concerne l'environnement, cette technologie n'utilise pas de sources d'énergie non renouvelables ou ne génère pas de grandes quantités de CO2. Cependant, ces types de bâtiments peuvent avoir des effets locaux, entre autres, la distorsion écologique due à l'altération de la température des eaux marines provoquée par le mélange de couches d'eau (et à la variation de la concentration de salinité et de nutriments associée) et les changements dans la croissance et la production d'êtres vivants (algues, poissons, coraux, etc. ). Bien sûr, il faudrait analyser si elle a d'autres conséquences.