iPon Cikkek

Húszezer megawatt a tenger alatt

Dátum | 2014. 03. 12.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Az OTEC, vagyis az óceáni hőenergia átalakítása korunk egyik legígéretesebb energiaprojektjeként indult. Az alapötlet egyszerű: az óceán vizének vertikális hőmérsékleti különbségeit kiaknázva elviekben a világ energiaszükségletének 4000-szeresét meghaladó mennyiségű energiát lehetne kitermelni. A gyakorlati megvalósításra tett kísérletek azonban újra ás újra azt mutatták, hogy nem lehetséges ésszerű módon kiaknázni ezt a gigantikus energiaforrást. Az OTEC az utóbbi pár évben azonban új lendületet kapott, és egyre nagyobb számú, tőkével is rendelkező cég vág bele a tengervíz hőmérsékleti különbségeit kiaknázni kívánó projektekbe. De lássuk először, hogy honnan is ered az ötlet. Először Jules Verne Nemo kapitány című művének oldalain bukkan fel az elképzelés, miszerint eltérő mélységbe leengedett vezetékek révén a hőmérsékleti különbségeknek köszönhetően elektromosságot lehet generálni. 1881-ben, 11 évvel a regény megjelenését követően Jacques-Arsène d’Arsonval francia fizikus állt elő az első olyan erőmű tervével, amely ezen az elven alapult. A kutató vezetékek helyett csövekkel és ezekben keringetett folyadékok révén képzelte el a rendszer megvalósítását.
Az OTEC-tervek többsége ma is ezen az első elképzelésen alapul. A csőhálózatban valamilyen alacsony forráspontú folyadék ‒ például ammónia ‒ kering, amely a felszíni, legalább 25 °C-os víz által átmelegített hőcserélőben nagy nyomású gázzá alakul, meghajtja a turbinákat és áramot termel. A gáz ezt követően egy másik hőcserélőbe áramlik, ahol egy kilométeres mélységből felszivattyúzott, 5 °C-os tengervíz segítségével lehűtik, így az adott nyomáson a gáz cseppfolyósodik, és az egész folyamat kezdődhet elölről. Mivel az óceán vize folyamatos energia-utánpótlást kap a Naptól, ilyen módon kiapadhatatlan forrással rendelkezhetnénk, legalábbis elviekben. A gyakorlat azonban sajnos mást mutat. A jelenlegi rendszerek működtetése ugyanis csaknem az összes energiát felemészti, amit a hőmérsékleti gradiens révén megtermel. A legnagyobb gondot a tengermélyi hideg vízhez való hozzáférés jelenti: 1000 méteres mélységbe lenyúló csöveken kell felszivattyúzni a vizet, és azt megfelelő sebességgel keringetni. Ennek köszönhetően, illetve az egyéb veszteségek eredményeként az OTEC-rendszerek maximális elérhető hatásfoka jelenleg 4−6 százalék között mozog. További probléma, hogy ilyen hatásfok eléréséhez az kell, hogy a felszín és az 1 kilométer mélyen fekvő rétegek hőmérséklete közt legalább 20 °C különbség legyen. Tekintve, hogy a Föld óceánjai ilyen mélységben nagyjából egységesen 4−5 °C-osak, ez 24−25 °C-os felszíni hőmérsékletet jelent, amely csak az Egyenlítő környékén, egy relatíve keskeny sávban áll fenn. Ennek ellenére a múlt század folyamán több kísérlet is történt az energiaforrás kiaknázására. A kezdeti kudarcokon azonban sosem sikerült túllendülni, nem kis részben azért, mert erre nem is történt komolyabb próbálkozás, hiszen az olaj és a szén révén jóval olcsóbban lehetett energiát előállítani.
Ennek fényében, amikor a Lockheed Martin tavaly bejelentette, hogy egy 10 megawattos OTEC-erőmű építésébe kezd Kína déli partjainál, mérsékelt érdeklődés fogadta a híreket. A projekt közelebbi vizsgálatából azonban kiderül, hogy ez a próbálkozás több szempontból is különbözik az eddigiektől, és talán az első lépést jelenti afelé, hogy óceáni hőenergia átalakítása ténylegesen használható technológiává lépjen elő. Az OTEC-rendszerek hatásfoka vélhetően soha nem lesz túlságosan magas, az új szemléletmód szerint azonban kellően nagy léptékben alkalmazva még így is lehet értelme a dolognak. Elvégre a tengervíz ingyen van, ráadásul ebben az esetben nem kell megküzdeni a megújuló energiaforrások egyik nagy problémájával, vagyis hogy a Nap nem mindig süt, és a szél sem fúj örökké. Az OTEC-erőművek a nap 24 órájában energiát termelnek, ennek következtében közvetlenül ráköthetők az áramhálózatra a fosszilis energiahordozókon alapuló erőművek alternatívájaként.
Mindez persze semmit sem ér, ha a felszerelés többe kerül, mint a megtermelt energia. A Lockheed Martin mérnökei azonban ezen a téren is előrelépéseket tettek. Az általuk megalkotott, üvegszál és műgyanta keverékéből álló csövek ultrakönnyűek, rendkívül erősek, flexibilisek, ugyanakkor olcsón legyárthatók. Ráadásul a tervezett erőmű helyszínén egyszerűen összeállítható belőlük a kívánt mélységbe nyúló csőrendszer, ami nagyban megkönnyíti a szállítást is, hiszen nem kell óriási struktúrákat egyik helyről a másikra cipelni. Egy 2003-as, biztatónak induló OTEC-projekt például azért szakadt félbe a rendszer megépítése közben, mert mind az első csövet, mind annak pótlását elnyelte a tenger, mielőtt megfelelően rögzíthették volna a felszíni platformhoz. A gyermekcipőben járó iparág képviselőinek az is nagy segítséget jelent, hogy az elmúlt két évtizedben a tengeri olaj- és földgázkitermelés óriási technikai fejlődésen ment át. Ennek köszönhetően ma már viszonylag könnyen hozzáférhetők olyan felszerelések, amelyeket 1000 méteres mélységben is lehet működtetni, jelentősen csökkentve a költségeket. Mindezen újításoknak köszönhetően jelenleg egy 100 megawattos erőmű létrehozása 790 millió dollárból megoldható lenne, mondja Luis Vega, a Hawaii Egyetem kutatója. Egy ilyen rendszer nagyjából 18 centes áron állítana elő egy kilowattóra áramot, ami már egészen versenyképesnek tűnik a széntüzelésű erőművek 14 centes ára mellett. A megváltozott légkörben sorra indulnak be az OTEC-projektek. Tavaly egy 50 kilowattos kísérleti erőmű kezdett üzemelni a japán partoknál, Hawaiion a Makai Ocean Engineering kezdett bele egy 100 kilowattos erőmű építésébe, a Karib-tengeren pedig egy holland cég, a Bluerise próbálkozik egy 500 kilowattos rendszer felállításával. Mindhárom erőmű olyan apróbb szigetek partjainál található, amelyek jelentős részben importált áramból látják el magukat, tehát nagyon rászorulnának az olcsóbb, helyben rendelkezésre álló megoldásokra. Az OTEC-rendszerek életképesebbé tétele érdekében több kutatócsoport is igyekszik összepárosítani a technológiát a napenergia kiaknázásával. A Milánói Egyetem kutatója, Paola Bombarda például egy olyan rendszert tervezett, amelyben a meleg vizes részt napenergiával hevítik még forróbbra, mielőtt az elérné az ammóniával teli csöveket. Vizsgálatai szerint már egy olcsó napkollektorral is triplájára növelhető a rendszer nappali energiatermelése. Hasonló módszerek révén jelentősen kiszélesíthető lehetne az a földrajzi sáv, ahol az OTEC-rendszerek működőképesek lehetnek. Még jobb ötlet lenne persze az ilyen rendszereket egy másik folyamatosan fennálló energiaforrással kombinálni. Dél-koreai kutatók például azzal kísérleteznek, hogyan lehetne a geotermikus energiákat a meleg víz további hevítésére felhasználni.
Ami a környezetvédelmi aggályokat illeti, egyelőre úgy tűnik, hogy nincsenek különösebb problémák a rendszerrel. Felmerült ugyan, hogy a felső meleg rétegek és a hideg víz keveredése fokozott algásodáshoz vezethet, a jelek szerint azonban ez megelőzhető annyival, hogy a felülre keringetett hideg vizet 60 méternél mélyebben engedik vissza az óceánba. A másik kérdés, ami ezzel kapcsolatban felmerült, hogy az OTEC-technológia nagyfokú alkalmazása milyen hatással lehet a helyi és a globális környezetre, például egyebek mellett a hőmérsékletre. A Hawaii Egyetem kutatóinak számításai szerint ezen a téren nincs ok különösebb aggodalomra: az erőművek még akkor sem okoznának mérhető változást a globális éghajlatban, ha annyi lenne belőlük, hogy a világ energiaszükségleteinek felét OTEC-technológiával állítanánk elő. A helyi hatásokkal kapcsolatban ugyanakkor nem lehet biztosat mondani, tekintve hogy egyelőre nem üzemel akkora erőmű, amely jelentősen befolyásolni tudná saját környezetét. Ami a közeljövőt illeti, egyre több jele van annak, hogy komoly cégek is érdeklődnek a technológia iránt. Egy texasi székhelyű olajcég például civilizációtól távoli fúrótornyainak energiaellátására használná az OTEC-et, és ennek érdekében egy hajóként megvalósított, mobil rendszerben gondolkodik. Az OTEC-erőművek építési költségei annál magasabbak, minél távolabb esnek ezek a parttól, a hajós megoldással viszont ez a probléma is áthidalható lehet. A mobil állomások megkereshetnék az óceán azon pontjait, ahol a legkedvezőbbek a hőmérsékleti körülmények, és ezeken megtelepedve termelhetnék az energiát, hogy aztán tengeri kábeleken továbbítsák azt a szárazföld felé. Egy másik elképzelés szerint a megtermelt energiát vízbontásra kellene fordítani, majd az így létrehozott hidrogént üzemanyagcellákban tárolva lehetne a partra szállítani. Egy 100 megawattos OTEC-hajó Vega számításai szerint óránként 1,3 tonna folyékony hidrogén előállítására lehetne képes, bár ez a megoldás jelenleg még meglehetősen költséges lenne. Nem biztos azonban, hogy mindig így lesz. Verne tehát egyáltalán nem járt rossz nyomon, amikor a Nautilus energiaellátását megálmodta: jelenleg úgy tűnik, hogy tényleg lehet jövője ötletének.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

8. EpicTroll
2014.03.12. 10:45
Csak sajnos ugyanezzel a lendülettel a süllyesztőbe fog kerülni mert sok nagy orrútól sok pénzt venne el ez a fajta energia
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. gumitamin
2014.03.12. 14:59
133 év után még mindig itt tartunk
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. sunpower
2014.03.12. 15:13
Valószínűleg már előrébb tartunk más technológiákkal, csak ahogy EpicTroll is írta, pont azoknak nem érdeke bármilyen fejlesztés nyilvánosságra kerülése, akik jelen pillanatban is rommá keresik magukat az olajból.
Sajnos addig ameddig egy csepp olaj is lesz, nagyon vontatottan fog napvilágot látni bármilyen életképesnek ítélt fejlesztés is.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. Cheatman97
2014.03.12. 17:05
Király, végülis el lehet a környezettől minden energiát vonni, csak ezzel így megállítjuk/leromboljuk.. az áramlatoknak meglepi lesz mindenesetre. (lehet hogy hülyeséget írok, mert elhanyagolható az a szint, emennyire zavaró ez, de ha sok lesz már, akkor viszont meg lehet kérdőjelezni.)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. Enno
2014.03.12. 17:58
jól látod, az ilyen jellegű energetikai dolgokat limitáltan lehet megoldani, hogy az ne változtasson a természetes körülményeken, amik ha változnak változik maga a "természet is" aztán nem feltétlen úgy hogy az nekünk és a többi élőlénynek jól fog esni
De az tény hogy sok kicsi sokra megy alapon ilyen és hasonló kis apróbb megoldásokkal ki lehetne váltani már nagyobb tételben is a károsabb energia előállítási módokat is.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. nemlehet
2014.03.12. 18:41
Szerintem a tengeri áramlatokba ez nem nagyon szól bele. Olyan elképesztő vízmennyiségről van szó, hogy igen csak böszme nagy gépet kéne oda telepíteni, hogy bármit is zavarjon. Amúgy meg nem tudom mi a jobb egy jóféle szénerőmű vagy ez... De persze védjük csak a vak tavirákok jogait, közben persze sokkal jobban lemérgezünk mindent....
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Enno
2014.03.13. 11:51
"De az tény hogy sok kicsi sokra megy alapon ilyen és hasonló kis apróbb megoldásokkal ki lehetne váltani már nagyobb tételben is a károsabb energia előállítási módokat is."

Igen "1-2" nem okozna gondot, de az ember nem tudja sose hol a határ.
Ha a kapitalista fejeseken múlna már évtizedek óta nem lennének a tóban, max a testedben rákok. Szal jah,, tudjuk hol a határ
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2014.03.16. 09:23
Nem, mert csak a szabadalmi hivatalban a szabadalmakat meg kell keresni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!