Năng lượng tái tạo biển hứa hẹn các đại dương năng lượngCông nghệ khai thác năng lượng của nước di chuyển hoặc chênh lệch nhiệt độ
trong các đại dương hứa hẹn sẽ cung cấp điện không có carbon dồi dào.

Rất lâu trước khi con người bị mắc vào nhiên liệu hóa thạch, chúng ta đã học cách khai thác sức mạnh của nước để thực hiện công việc. Các dòng sông chạy các nhà máy xay bột, cưa gỗ hoặc quay máy dệt biến đổi sợi thành hàng dệt. Các thế hệ sau này nhận ra rằng nước di chuyển cũng có thể được sử dụng để biến các tuabin phát điện. Nhưng các con đập được dựng lên bằng tua-bin điện đã chặn đường thủy, làm tổn hại hệ sinh thái ven sông để cung cấp năng lượng cho các thành phố đang phát triển.

Các thiết bị hiện đang được phát triển ở Vương quốc Anh, Hoa Kỳ và các nơi khác tạo ra điện bằng cách chạm vào sự chuyển động của sóng biển và thủy triều hoặc sự khác biệt về nhiệt độ của nước giữa bề mặt đại dương và độ sâu của nó. Lĩnh vực này đã chín muồi với hứa hẹn, nhưng để đạt được tiềm năng của nó, các kỹ sư, doanh nhân và nhà hoạch định chính sách làm việc để vắt điện không có carbon từ nước di chuyển và độ dốc nhiệt phải vượt qua các rào cản pháp lý và tài chính đáng gờm.

Năng lượng từ nước có tiềm năng lớn

Dự án của chính phủ và học thuật dự án rằng năng lượng tái tạo biển có thể cung cấp một phần đáng kể điện năng được sử dụng ở các khu vực ven biển Các thành phần của thủy động lực học biển hoặc chuyển đổi năng lượng nhiệt đại dương thường lưu ý rằng các công nghệ cung cấp điện vừa đáng tin cậy vừa đúng nơi. Rốt cuộc, sóng và thủy triều có thể được dự đoán. Và con người có xu hướng tụ lại gần nước: Gần 40 phần trăm người Mỹ sống ở các quận trực tiếp trên bờ biển và hơn một nửa dân số thế giới sống trong phạm vi 125 của một bờ biển.

Dự án của chính phủ và học thuật dự án rằng năng lượng tái tạo biển có thể cung cấp một phần đáng kể điện được sử dụng ở các khu vực ven biển. Các đánh giá do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ ủy quyền đã phát hiện ra rằng, mức tối đa của thế hệ điện lý thuyết có thể được tạo ra từ sóng, dòng thủy triều và dòng sông, và độ dốc nhiệt đại dương ở vùng biển Hoa Kỳ là 2,116 terawatt-giờ hàng năm, Một hơn một nửa lượng điện tiêu thụ trong nước mỗi năm. Một TWh điện có thể cung cấp năng lượng cho nhà 85,000. Theo Ủy ban Năng lượng California, tiềm năng sản xuất năng lượng sóng biển có thể khai thác của tiểu bang là về megawts 7,400, tương đương với phần trăm 17 của tải cao điểm được quản lý bởi nhà điều hành lưới California trong những năm gần đây.

đồ họa đăng ký nội tâm

Nghiên cứu được công bố bởi các kỹ sư từ Đại học Oxford và Đại học Edinburgh vào tháng 1 2014 đã phát hiện ra rằng các tuabin thủy triều được đặt ở Pentland Firth, một dải nước hẹp ngăn cách bờ biển phía bắc của lục địa Scotland với quần đảo Orkney, có thể tạo ra 43 phần trăm điện của Scotland. Theo RenewableUK, một hiệp hội thương mại, tiềm năng năng lượng sóng ở vùng biển Anh và Ailen là 840 TWh hàng năm, tương đương với một nửa tổng tài nguyên năng lượng sóng châu Âu và gần gấp rưỡi so với nhu cầu điện hàng năm hiện tại của Vương quốc Anh.

Tái tạo biển là một ngành công nghiệp phát triển nhanh

Tại một năng lượng đại dương bảng điều khiển được triệu tập tại Đại học California, Berkeley, Trường Luật vào tháng 9 2012, Bill Toman, sau đó là giám đốc dự án của bộ phận Ocean and Marine Systems của Science Application International Corporation, ghi nhận sự khởi sắc của đổi mới trong lĩnh vực này. Toman, hiện là hiệu trưởng của Pacific Marine Renewables, ước tính rằng một số công nghệ năng lượng tái tạo biển khác nhau của 80 đang được phát triển trên khắp thế giới, với khoảng một chục ở giai đoạn trưởng thành.

Paul Jacobson, nhà lãnh đạo năng lượng đại dương thuộc Viện nghiên cứu năng lượng điện cho biết, tiến bộ với tốc độ nhanh hơn gió. Jacobson nói rằng ông không tin ngành công nghiệp tái tạo biển sẽ cần những năm 30 để đến nơi có ngành gió ngày nay vì kỹ thuật thiết kế đã phát triển rất nhiều trong những năm gần đây.

Trong 2012 Verdant Power đã lắp đặt các tuabin khổng lồ bên dưới bề mặt sông Đông của thành phố New York để biến năng lượng thủy triều thành năng lượng điện. Hình ảnh lịch sự của Verdant Power, Inc.

Một số ít các nhà phát triển ở Anh, Mỹ và Trung Quốc đã đảm bảo phê duyệt hoặc ký thỏa thuận để xây dựng các dự án quy mô thương mại. Vào tháng 9 2013 chính phủ Scotland đã đi trước để xây dựng giai đoạn đầu tiên của 398 MW MeyGen dự án năng lượng thủy triều. Sáu tuabin đầu tiên dự kiến ​​sẽ được lắp đặt tại Pentland Firth của Scotland ở 2015.

Vào tháng 1 2012, Verdant Power đã nhận được giấy phép thương mại đầu tiên cho dự án năng lượng thủy triều ở Hoa Kỳ, Ủy ban điều tiết năng lượng liên bang đã ủy quyền cho Verdant lắp đặt các tuabin 30 với công suất kết hợp chỉ hơn 1 MW ở sông Đông của thành phố New York năng lượng của nước di chuyển với thủy triều. Trong giai đoạn trình diễn, dự án đã giao 70 megawatt-giờ điện cho hai khách hàng ở thành phố New York.

Dean Corren, giám đốc công nghệ hàng hải của Verdant, cho biết công ty có kế hoạch lắp đặt tuabin thương mại thế hệ tiếp theo, Gen5, tại địa điểm này. Hỗ trợ tài chính từ DOE, ông nói, sẽ cho phép thử nghiệm các thành phần chính - thép, hộp số và cánh quạt - trong năm tới để xác định độ tin cậy của các tuabin mới dưới nước. Các tuabin Gen5 đầu tiên phải ở sông Đông ở 2015.

Vào tháng 10 2013, Lockheed Martin ký hợp đồng để xây dựng nhà máy nhiệt điện đại dương lớn nhất thế giới, một cơ sở 10 MW có thể sẽ được xây dựng ở miền nam Trung Quốc. Lockheed có kế hoạch xây dựng một hệ thống vòng kín sử dụng nhiệt từ nước mặt ấm để chuyển đổi amoniac, có nhiệt độ sôi thấp, thành khí dùng để cung cấp năng lượng cho tuabin hơi. Nước lạnh sâu bên dưới bề mặt sau đó được sử dụng để chuyển hơi nước trở lại thành chất lỏng.

Dan Heller, phó chủ tịch liên doanh mới của Lockheed Mission Systems and Training, nói với Reuters tại thời điểm Lockheed dự định bắt đầu làm việc với thiết kế 100 MW trong suốt quá trình của dự án và dự kiến ​​có thể bắt đầu tiếp thị các phiên bản 100 MW và 10 MW trên toàn cầu trong khoảng năm năm.

Những thách thức về quy định và giới hạn kỹ thuật

Ngay cả khi công nghệ tiến bộ, các chuyên gia trong ngành và chính phủ đồng ý rằng phải vượt qua những rào cản đáng kể nếu điện được tạo ra bởi các công nghệ năng lượng tái tạo biển sẽ sớm cạnh tranh về giá với năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch hoặc từ các nguồn năng lượng tái tạo trưởng thành hơn như năng lượng mặt trời, gió và địa nhiệt. Theo Max Carcas, liên lạc bên ngoài cho Trung tâm Năng lượng Hàng hải Châu Âu, năng lượng biển có giá $ 0.42 đến $ 0.50 mỗi kilowatt giờ hôm nay, hơn hai lần giá điện trung bình từ các trang trại gió ngoài khơi.

Những thách thức pháp lý và hạn chế kỹ thuật đã làm cho việc xây dựng các dự án sóng, thủy triều và đại dương quy mô tiện ích trở nên khó khăn. Vào tháng 8 2012, Ocean Power Technologies đã nhận được giấy phép của Ủy ban điều tiết năng lượng liên bang đầu tiên cho một nhà máy điện sóng ở Mỹ, cho một loạt các thiết bị 1.5 MW được đặt ngoài khơi Reedport, Ore., Bờ biển. Một năm sau, The Oregonian báo cáo những rào cản về quy định và kỹ thuật đã cản trở dự án và giờ đây, OPT OPT đưa ra những lời hứa mơ hồ để thử nghiệm chiếc phao đầu tiên của họ ở vùng biển Oregon không muộn hơn 2016.

Các nhà phát triển dự án, nhiều người trong số họ khởi nghiệp, gặp khó khăn trong việc duy trì tài chính khi họ làm việc để có được giấy phép cần thiết.

Sự chậm trễ không bị giới hạn ở Hoa Kỳ Trung tâm sóng, một nền tảng thử nghiệm năng lượng tái tạo biển nằm dưới đáy biển 10 cách Cornwall, Anh, bờ biển và kết nối với lưới điện trên bờ thông qua một cáp ngầm, đã được hoàn thành trong 2010 nhưng vẫn chưa được sử dụng. OceanEnergy, một công ty năng lượng sóng Ailen, đã lên kế hoạch triển khai Phao OE tại trang web vào cuối 2012. Vào tháng 12 2013, Wave Hub công bố công ty năng lượng sóng Chỗ ngồi có kế hoạch phát triển mảng 10 MW tại địa điểm này trong hai năm tới.

Năm năm qua đã khá tàn bạo đối với các nhà phát triển trong việc cố gắng xây dựng các dự án sóng gió, thủy triều và sóng lai, Toman của Pacific Pacific Renewables tại cuộc họp 2012 Berkeley. Các nhà phát triển dự án, nhiều người trong số họ khởi nghiệp, gặp khó khăn trong việc duy trì tài chính khi họ làm việc để có được giấy phép cần thiết.

Nhiều người trong số các kỹ sư muốn đặt một thứ gì đó xuống nước, một khi họ nhìn thoáng qua khung pháp lý, đôi mắt của họ trở nên to lớn và họ quyết định, 'OK, tôi sẽ cần nhiều tiền hơn, và tôi 'Tôi sẽ cần nói chuyện với một số chuyên gia tư vấn khác biết về điều này', Laura Laura Engeman, người quản lý dự án của Hội đồng Bảo vệ Đại dương California, nói với hội đồng tương tự.

Thách thức đối với các cơ quan quản lý, Engeman nói thêm, là cơ hội cân bằng để thử nghiệm với việc cung cấp các biện pháp phòng ngừa môi trường cần thiết. Các nhà phát triển công nghiệp bị hạn chế về tài chính. Đó thường là một trở ngại lớn cho họ để phát triển loại thông tin cơ bản mà hầu hết các cơ quan cho phép yêu cầu.

Vì đây là những công nghệ mới đang được đặt trong những môi trường mà loại công việc này chưa từng được thực hiện trước đây, nên có rất nhiều sự không chắc chắn về môi trường, theo Jacobson của EPRI. Một ngành công nghiệp đang được tổ chức theo tiêu chuẩn rất cao. Một báo cáo được chuẩn bị cho Hội đồng Bảo vệ Đại dương California và Ủy ban Năng lượng California, được công bố vào tháng 11 2008, đã phát hiện ra rằng một vài tác động lớn của việc cài đặt chuyển đổi năng lượng sóng đối với các loài chim và động vật biển , Tuy nhiên, dữ liệu cơ sở được thu thập trước khi đặt thiết bị vào nước sẽ rất quan trọng để đánh giá hiệu ứng sau khi cài đặt. Các tác giả kết luận rằng, trong khi các vấn đề kinh tế và công nghệ quan trọng vẫn tồn tại, thì ở giai đoạn này, có thể kiểm soát được.

Một vấn đề hoàn toàn chi phối cảnh này và hạn chế tốc độ tăng trưởng, và đó là sự sẵn có về vốn. - - Cor Corren, Verdant

Tuy nhiên, mọi thứ có vẻ tốt hơn ở phía chân trời. Để giúp các nhà phát triển điều hướng quy trình pháp lý, Hội đồng Bảo vệ Đại dương California đã công bố hướng dẫn cấp phép cho các dự án năng lượng tái tạo đại dương vào tháng 2011 năm 2013. Và vào tháng XNUMX năm XNUMX, các thượng nghị sĩ Hoa Kỳ Ron Wyden, D-Ore, và Lisa Murkowski, R-Alaska, giới thiệu Đạo luật năng lượng tái tạo biển và thủy động của 2013, sẽ thúc đẩy sự phát triển và hợp lý hóa cho phép các công nghệ tái tạo biển. Vào tháng 1 20, 2014, Ủy ban châu Âu đã phát hành hai bước Kế hoạch hành động năng lượng xanh Theo đó, EU trước tiên sẽ triệu tập các bên liên quan để xác định và đề xuất các giải pháp cho các thách thức đối với ngành tái tạo biển và sau đó phát triển bản đồ chiến lược của 2016 để hướng dẫn ngành này thương mại hóa.

Cho chúng tôi xem tiền

Năng lượng tái tạo biển hứa hẹn các đại dương năng lượngSau đó, có tài chính. Ver phải hiểu rằng một vấn đề hoàn toàn chi phối cảnh này và hạn chế tốc độ tăng trưởng, và đó là sự sẵn có về vốn, chuyên gia Corren của Verdant Power nói. Đối với năng lượng mới nổi, vốn mạo hiểm không còn tồn tại nữa.

Nhiều người trong số các công cụ sóng chỉ là giai đoạn quá sớm đối với ngay cả đầu tư mạo hiểm, đã nói với khán giả Berkeley. Phần mềm được ước tính rằng nó có giá khoảng $ 100 triệu để đi từ một bản vẽ khăn ăn cocktail đến một thiết bị sóng thương mại. Đó là một số vốn đáng sợ để yêu cầu nhà phát minh gara của bạn nghĩ ra.

PowerBuoy của Ocean Power Technologies tạo ra điện khi nó lắc lư trong vùng biển xô bồ ngoài khơi Scotland. Hình ảnh lịch sự của Ocean Power Technologies, Inc.

Nơi năng lượng biển đang bắt nguồn, nó thường nhờ sự can thiệp của chính phủ.

Đây là lý do tại sao châu Âu đang ăn bữa trưa của chúng tôi Chính phủ của chúng ta hiện có triết lý - ít nhất một nửa trong số đó có triết lý - rằng chính phủ không nên làm bất cứ điều gì.

Những người đề xuất thừa nhận tầm quan trọng của sự trợ giúp của chính phủ cung cấp cho ngành công nghiệp - họ chỉ muốn có nhiều hơn thế. Kể từ cuộc bầu cử Tổng thống Obama, Bộ Năng lượng đã khôi phục lại chương trình thủy điện của mình và cũng đã cam kết về năng lượng tái tạo biển, cả thủy triều và sóng, theo ông Corren, nhưng vẫn vượt xa nơi mà nó thực sự phải đến chúng tôi muốn trở thành một người chơi chính trong ngành công nghiệp thế giới.

Jacobson của EPRI lưu ý rằng DOE đã tài trợ cho các đánh giá tài nguyên và môi trường năng lượng biển (EPRI dẫn đầu các đánh giá tài nguyên sóng và sông), phát triển công nghệ các thành phần và phát triển dự án.

Hỗ trợ hợp đồng của DO DOE đã giúp ích rất nhiều Cấm Nhà nước New York đã hữu ích không thể tin được kể từ '80s. TIẾNG DOE nhận thấy cần phải tăng tỷ lệ chi phí cho các khoản tài trợ của mình để phù hợp với những gì các quốc gia khác đưa ra, ông nói. Trước đây, các hợp đồng đi kèm với chia sẻ chi phí 50 / 50; bây giờ, các hợp đồng có thể đi kèm với chia sẻ chi phí 80 / 20. Vào tháng 8 2013, DOE trao 16 triệu $ để thúc đẩy các dự án 17 thu năng lượng từ sóng, thủy triều và dòng chảy.

Tái tạo biển có một tương lai tươi sáng

Những người ủng hộ ngành công nghiệp đồng ý rằng năng lượng tái tạo biển có một tương lai tươi sáng ngay cả khi trong thời gian tới, họ có thể tiến nhanh hơn bên ngoài Hoa Kỳ Corren nói rằng điều này có thể có nghĩa là hầu hết các công ty có trụ sở tại Hoa Kỳ sẽ chuyển ra nước ngoài. Ông nói, cả Châu Âu, đặc biệt là Vương quốc Anh và Scotland, hoặc Hàn Quốc, ông nói, thêm rằng Verdant đã có một công ty ở Anh. Chúng tôi đã nói chuyện với Trung Quốc. Đây là những quốc gia có nguồn lực quan trọng và những cam kết quan trọng trong việc đầu tư vào công nghệ để biến nó thành hiện thực, ông nói.

Tại buổi nói chuyện tại Berkeley, Toman đã đồng ý, nói rằng Sóng Sóng và thủy triều đang diễn ra như các băng đảng ở châu Âu, đặc biệt là Vương quốc Anh và Scotland. Tôi thấy rằng di cư đến Mỹ đến Mỹ Họ xem thị trường California là một Chén Thánh. Chúng ta có thể đang ở trong một thời kỳ chậm chạp vào lúc này, nhưng tôi thấy những nỗ lực của châu Âu đang vươn ra để chiếm đóng chúng ta.

Các chuyên gia tin chắc rằng năng lượng tái tạo biển sẽ trở nên cạnh tranh hơn theo thời gian khi công nghệ trưởng thành. Các kiểu mẫu của gần một chục thiết bị năng lượng biển đang hoạt động tại các trang web được điều hành bởi Trung tâm Năng lượng biển châu Âu, một trung tâm kiểm tra kết nối lưới ở Quần đảo Orkney của Scotland được thành lập tại 2003. Nhiều thiết bị năng lượng sóng và thủy triều đã được thử nghiệm tại cơ sở trị giá hàng triệu đô la - được tài trợ từ chính phủ Scotland và Vương quốc Anh và EU, nhưng tự hỗ trợ kể từ 59 - hơn bất kỳ trang web nào khác trên thế giới. Theo Ủy ban châu Âu, một số 2 GW của các dự án năng lượng tái tạo biển đang được triển khai ở châu Âu.

Các chuyên gia tin chắc rằng năng lượng tái tạo biển sẽ trở nên cạnh tranh hơn theo thời gian khi công nghệ trưởng thành. Có rất nhiều vụ tàn sát ngoài kia trong số các dự án ban đầu, Tep Toman nói. Tuy nhiên, một số lượng lớn kinh nghiệm đã đạt được. Các dự án tiếp theo sẽ được hưởng lợi từ công việc khó khăn lớn đã được thực hiện bởi các dự án trước đó.

Đây không phải là cách rẻ nhất để tạo ra điện ngay bây giờ, Jacob nói. Nếu không có một số dạng nhu cầu về năng lượng tái tạo, thì việc tạo ra công nghệ tài chính sẽ khó khăn hơn nhiều để phát triển công nghệ đến mức có thể cạnh tranh về chi phí. biểu giá thức ăn chăn nuôi được phê duyệt gần đây ở Nova Scotia đối với các dự án năng lượng thủy triều là cần thiết, ông nói, để mở rộng quy mô công nghiệp.

Viết tại blog của Trung tâm Năng lượng Hàng hải Châu Âu, Carcas dự đoán, Không thể tưởng tượng được rằng một khi chi phí tái tạo hàng hải đầu tiên được lắp đặt (tương đương với một nhà máy điện thông thường) tương tự như gió ngoài khơi.

Công nghiệp này có một tương lai. Corren nói, đây sẽ là một mảnh ghép nhỏ nhưng có ý nghĩa trong việc kết hợp tất cả các nguồn mà chúng ta cần ở cuối cùng của sự vật bền vững nhất. Đây là một tương lai tươi sáng. "

Bài viết này ban đầu xuất hiện trên tiếp theo

Lưu ý

gerdes justinJustin Gerdes là một nhà báo độc lập tại Khu vực Vịnh San Francisco chuyên về năng lượng và biến đổi khí hậu. Tác phẩm của anh ấy đã xuất hiện tại Người bảo vệ, Môi trường Yale 360, Forbes.com, MotherJones.com, Smithsonian.com, Chinadialogue, các Christian Giám sát khoa học và GreenBiz.com, trong số những người khác.

Sách giới thiệu:

Cách thay đổi thế giới: Doanh nhân xã hội và sức mạnh của ý tưởng mới, phiên bản cập nhật
của David Sinhstein.

Làm thế nào để thay đổi thế giới: Doanh nhân xã hội và sức mạnh của những ý tưởng mới, Phiên bản cập nhật của David Bornstein.Xuất bản ở hơn hai mươi quốc gia, Làm thế nào để thay đổi thế giới đã trở thành Kinh thánh cho tinh thần kinh doanh xã hội. Nó mô tả đàn ông và phụ nữ từ khắp nơi trên thế giới đã tìm ra giải pháp sáng tạo cho nhiều vấn đề kinh tế và xã hội. Cho dù họ làm việc để cung cấp năng lượng mặt trời cho dân làng Brazil, hoặc cải thiện khả năng tiếp cận với đại học ở Hoa Kỳ, các doanh nhân xã hội cung cấp các giải pháp tiên phong thay đổi cuộc sống.

Bấm vào đây cho thêm thông tin và / hoặc đặt mua cuốn sách này trên Amazon.