La prossima ondata di energia rinnovabile?

La prossima ondata di energia rinnovabile?

Pubblicato per la prima volta qui. Da Chris Bentley

L'energia idroelettrica marina potrebbe fare le onde nelle energie rinnovabili, se riesce a superare le sfide tecnologiche e finanziarie. Chris Bentley dà un'occhiata.

Per ora, l'industria dell'energia delle onde e delle maree è ancora agli inizi(Public Domain)

Chiunque sia mai stato sballottato dalla sua tavola da surf o colpito da un'onda che si infrange inaspettatamente mentre guada fuori dalla spiaggia, sa che c'è molta energia nell'oceano.

Sfruttare questa potenza potrebbe sbloccare una nuova importante risorsa di energia rinnovabile che è più prevedibile e più densa di energia del vento o del sole. Secondo il World Energy Council, l'energia delle onde e delle maree potrebbe un giorno fornire il 10% dell'elettricità mondiale. Negli Stati Uniti il Dipartimento dell'Energia dice che sviluppando solo un sesto dell'energia delle onde disponibile sulla costa occidentale, le Hawaii e l'Alaska si potrebbero alimentare più di 5 milioni di case e sostenere circa 33.000 posti di lavoro.

Finora l'energia delle onde e delle maree è in gran parte in fase di test, ma gli imprenditori del settore dicono che cambierà presto. Il mese scorso il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha annunciato 23 milioni di dollari di nuovi finanziamenti per"la prossima generazione di sistemi a onde e maree/correnti" - il suo più grande blocco di sovvenzioni finora.

"Questa amministrazione si concentra in particolare sulla ricerca in fase iniziale, che funziona particolarmente bene per le onde e le maree", dice Alejandro Moreno, direttore dell'Ufficio per le tecnologie energetiche dell'acqua del Dipartimento. "Immaginate l'eolico e il solare nei primi anni '70: persone nei loro cortili a lanciare idee e vedere cosa funziona".

Ogni nuova tecnologia deve superare la fase iniziale di ricerca e sviluppo, ma le onde e le maree devono affrontare sfide tecniche che altre fonti di energia rinnovabile non hanno affrontato durante la loro ascesa da esperimenti oscuri a fonti di elettricità ampiamente applicate. L'oceano è un ambiente che non perdona i macchinari delicati. Le onde più forti portano più energia che potrebbe alimentare le comunità costiere, ma possono anche sopraffare i dispositivi di potenza delle onde. L'acqua salata corrode le attrezzature. Alghe, cirripedi e altre forme di vita marina si affollano sui dispositivi sottomarini come se fossero una barriera corallina, intasando le parti mobili in un processo che l'industria chiama "biofouling"."E se si rompe, affonda", dice Moreno.

I laboratori di ricerca e le aziende private hanno finora lottato per raccogliere l'energia delle onde e delle maree in modo economico, in parte perché il mercato non si è stabilito su una singola soluzione o prototipo.

In una macchina da corsa sportiva si potrebbe dire: "Oh, è l'aerodinamica, aggiustiamola e non importa quanto costa", dice Jochem Weber, ingegnere capo del Water Power Program al National Renewable Energy Laboratory. "Con le onde e le maree non c'è una singola cosa che vada così male da non poter essere aggiustata, ma è un problema di ottimizzazione multiparametrica".

Come risultato c'è una grande varietà di progetti e applicazioni in sviluppo. Oscilla Power, con sede a Seattle, sta lanciando un convertitore di elettricità dalle onde che è stato paragonato a una "medusa meccanica". Altri progetti ancorano un grande lembo al fondo del mare che oscilla avanti e indietro quando le onde ci passano sopra e usano il movimento per far girare una turbina. Il movimento naturale delle onde potrebbe anche forzare l'aria attraverso un tubo sospeso nella colonna d'acqua, guidando una turbina con aria forzata.

Alcuni prototipi di energia delle onde sono legati a usi specifici invece che alla generazione di energia generale. Resolute Marine Energy, con sede a Boston, sta lavorando con la nazione insulare africana di Capo Verde per sviluppare un sistema di desalinizzazione dell'acqua alimentato dall'energia delle onde. In un video del loro prototipo, un lembo di fibra di vetro sul fondo di una baia poco profonda al largo della costa di Capo Verde ondeggia come un'alga sotto le onde. Il movimento pompa l'acqua salata fino a un impianto di osmosi inversa sulla spiaggia, che funziona con l'energia raccolta dalle onde.

Bill Staby, cofondatore e amministratore delegato dell'azienda, dice che è una situazione perfetta per l'energia delle onde: Capo Verde attualmente importa il costoso gasolio per alimentare la desalinizzazione ad alta intensità energetica per la maggior parte della sua acqua dolce. L'energia delle onde è rinnovabile e, secondo Staby, più economica delle fonti di energia concorrenti quando è parte di un tale sistema.

John Ferland, presidente e COO della Ocean Renewable Power Company, con sede nel Maine, concorda che la tecnologia potrebbe trovare un punto d'appoggio nelle comunità remote dove il costo dell'elettricità è alto. La sua azienda sta lavorando con il villaggio alaskano di Igiugig su un sistema idroelettrico fluviale sottomarino per sostituire il costoso diesel importato.

"Stiamo abbassando il prezzo dell'elettricità e allo stesso tempo stiamo facendo un'enorme scorpacciata di emissioni di gas a effetto serra in quelle zone", dice Ferland. "Il lancio globale sarà che questa è una fonte di energia pulita, abbondante e rinnovabile, particolarmente compatibile con le aree che hanno porti funzionanti. È un'industria molto locale che fornisce posti di lavoro a livello locale".

Altre aziende hanno proposto di utilizzare i dispositivi di energia delle onde per alimentare le navi e i sommergibili senza equipaggio in modo che non abbiano bisogno di rifornirsi nel mezzo di un viaggio. Un'altra applicazione potrebbe essere l'acquacoltura in mare aperto, o l'allevamento di pesci in mezzo all'oceano.

I sistemi di energia delle onde e delle maree potrebbero anche essere combinati con altre infrastrutture costiere. I Paesi Baschi in Spagna e il Giappone hanno entrambi sperimentato delle dighe marittime che sono anche progetti di energia rinnovabile.

Le idee per l'energia di marea - raccogliere la potenza delle maree invece delle onde - sono decisamente più grandi in scala. Più di 100 miliardi di tonnellate di acqua entrano ed escono dalla Baia di Fundy in Nuova Scozia ogni giorno, più del flusso di tutti i fiumi d'acqua dolce del mondo messi insieme. Questo l'ha resa a lungo un candidato primario per l'energia di marea, ma qualsiasi luogo con drammatici spostamenti di marea potrebbe potenzialmente produrre energia rinnovabile.

La società scozzese Atlantis Resources l'anno scorso ha lanciato MeyGen - salutato come il primo progetto di energia di marea su larga scala al mondo - nel Pentland Firth, uno stretto tra le isole Orkney e la costa settentrionale della Scozia. Alla fine sperano di generare quasi 400 megawatt di elettricità da 269 turbine sottomarine, abbastanza per alimentare 175.000 case.

"Quella zona è selvaggia, molto ventosa, acqua molto veloce ... è famosa per le correnti veloci, quindi è perfetta", dice Genevra Harker-Klimes, che studia l'energia marina rinnovabile al Pacific Northwest National Laboratory.

Ci sono anche sforzi in corso negli Stati Uniti. Nel 2012 Portland, Maine-based Ocean Renewable Power Company ha prima testato il suo dispositivo TidGen nella baia di Fundy e poi installato un altro sistema nella baia di Cobscook, lungo il confine del Maine con il Canada. I ricercatori dell'Università del Rhode Island e del Marine Renewable Energy Collaborative hanno recentemente iniziato a testare una turbina di marea nel canale di Cape Cod. La compagnia Verdant Power sta lavorando ad un progetto pilota nell'East River di New York, al largo di Roosevelt Island.

Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti sta sviluppando il proprio impianto di prova marino in scala reale, collegato alla rete, al largo della costa di Newport, Oregon, che dovrebbe essere attivo e funzionante nel 2021. Per ora, tuttavia, l'industria rimane nella sua infanzia.

"Un problema è la difficoltà di mettere i dispositivi in acqua per ridurre queste incertezze tecnologiche", dice Harker-Klimes del Pacific Northwest National Laboratory, "e l'altro è ottenere i finanziamenti".

Un'altra questione aperta è l'impatto dell'energia delle maree e delle onde sugli ecosistemi marini.

"È un aspetto attentamente considerato. Nessuno può dire in questa fase cosa significa per un litorale se si toglie il 30% dell'energia delle onde", dice Jochem Weber del National Renewable Energy Laboratory, "ma siamo molto lontani dal punto".

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L'autore

Chris Bentley è un giornalista freelance. Potete seguirlo su Twitter a @Cemently e sul suo sito web, www.cabentley.com