Μία ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, η οποία μέχρι σήμερα έχει αξιοποιηθεί ελάχιστα, είναι η ενέργεια της θάλασσας ενώ οι θαλάσσιες μάζες καλύπτουν το 75% της επιφάνειας του πλανήτη.
Η ιδέα...
Η ιδέα της άντλησης ενέργειας από την κίνηση των κυμάτων είναι παλιά. Το 1799, ο μαθηματικός και μηχανικός Pierre Girard κατέθεσε μαζί με τον γιο του μια εφεύρεση που υποτίθεται ότι θα αξιοποιούσε τη δύναμη των κυμάτων. Ωστόσο, την ίδια χρονιά, ακολούθησε τον Ναπολέοντα στην Αίγυπτο, ως επικεφαλής της επιστημονικής αποστολής, οπότε τα σχέδιά του έμειναν στα χαρτιά.
Για την ιδέα παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος από τα κύματα χρειάστηκε να περάσει άλλος ένας αιώνας: τον Απρίλιο του 1899, o γερμανός μετανάστης Max Gehre κατέθεσε στον Καναδά την ευρεσιτεχνία του για μια «γεννήτρια ηλεκτρικού ρεύματος από τα κύματα». Η ιδέα του ήταν απλή όσο και το θαλάσσιο ποδήλατο: τα κύματα γυρνούν κάποια «πετάλια» και η κινητική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική.
Το 1910, πολλοί πίστεψαν ότι η νέα αυτή πηγή ενέργειας θα κυριαρχούσε στον καινούργιο αιώνα, όταν είδαν τον Γάλλο Bochaux-Praceique να ηλεκτροδοτεί από τα κύματα το σπίτι του, λίγο έξω από το Μπορντό. Ωστόσο, η διάδοση των δικτύων εναλλασσόμενου ρεύματος και οι παγκόσμιοι πόλεμοι έσβησαν το ενδιαφέρον. Ο μόνος που το αναζωπύρωσε στα σοβαρά ήταν ο Ιάπωνας Yoshio Masuda, μεταξύ των ετών 1940 - 1950. Για να φτάσει το θέμα στα ερευνητικά εργαστήρια των πανεπιστημίων, χρειάστηκε να εκδηλωθεί η πρώτη πετρελαϊκή κρίση, το 1973. Η πιο γνωστή εφεύρεση που προέκυψε τότε ήταν του Stephen Salter (1974 - Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου) που μετέτρεπε το 90% της κίνησης των κυμάτων σε ηλεκτρισμό, με απόδοση 81%. Παρά το εντυπωσιακό της απόδοσης, η επίλυση της κρίσης που ακολούθησε ξαναβύθισε το ενδιαφέρον στο ναδίρ.
Οι μορφές θαλάσσιας ενέργειας είναι πολλές και οι ποσότητες ενέργειας οι οποίες μπορούν να αξιοποιηθούν τεράστιες. Η θαλάσσια επιφάνεια απορροφά τεράστιες ποσότητες ηλιακής και αιολικής ενέργειας, η οποία εμφανίζεται στη θάλασσα σε διάφορες μορφές, όπως κύματα ή ρεύματα. Επιπλέον, διάφορες άλλες πηγές ενέργειας στο θαλάσσιο περιβάλλον είναι το φαινόμενο της παλίρροιας, το θερμικό δυναμικό μεταξύ των ανώτερων (θερμότερων) και των κατώτερων (ψυχρότερων) θαλάσσιων στρωμάτων ή οι μεταβολές πυκνότητας σε θαλάσσια στρώματα διαφορετικής αλατότητας.
Κοινή ιδιότητα των μορφών θαλάσσιας ενέργειας είναι η υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, η οποία είναι η υψηλότερη μεταξύ των ανανεώσιμων πηγών.
Σήμερα, διάφορες τεχνολογίες κυματικής και παλιρροιακής ενέργειας έχουν φτάσει σε τέτοιο τεχνικό στάδιο, ώστε η μαζική αξιοποίηση της θάλασσας για παραγωγή «καθαρής» και «φτηνής» ενέργειας να θεωρείται πλέον εφικτή.
Η παραγωγή ενέργειας από τη θάλασσα ενδιαφέρει άμεσα την Ελλάδα, με τον μεγάλο αριθμό νησιών, αλλά και την τεράστια ακτογραμμή της (13.700 km), η οποία είναι η μακρύτερη στην Ε.Ε. Το Αιγαίο Πέλαγος διαθέτει αξιοποιήσιμο θαλάσσιο ενεργειακό δυναμικό, το υψηλότερο της Μεσογείου, με την εκμετάλλευση του οποίου θα μπορούσε να καλυφθεί σημαντικό ποσοστό των ενεργειακών αναγκών μας.
Η κυματική ενέργεια
Η ενέργεια του θαλάσσιου κυματισμού είναι, όπως όλες οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ανεξάντλητη. Υπολογίζεται ότι η αξιοποίηση του 1% του κυματικού δυναμικού του πλανήτη μας θα κάλυπτε στο τετραπλάσιο την παγκόσμια ενεργειακή ζήτηση. Παρουσιάζει μεταξύ των ανανεώσιμων την υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα. Για παράδειγμα, σε ημερήσια βάση, η ενέργεια κυματισμού ύψους ενός μέτρου μπορεί - σε μέτωπο πλάτους μόλις ενός μέτρου - να ξεπεράσει τις 300 kWh. Από την ενέργεια αυτή θα μπορούσε να μετατραπεί σε ηλεκτρισμό τουλάχιστον το 5-10%, δηλαδή περίπου 15-30 kWh ημερησίως. Συγκριτικά, αναφέρεται ότι μία τετραμελής οικογένεια καταναλώνει κατά μέσο όρο 10 kWh ημερησίως.
Μεταξύ των διάφορων μορφών κυματισμού, τα ανεμογενή κύματα, που δημιουργούνται από την αλληλεπίδραση του ανέμου με τη θαλάσσια επιφάνεια, παρουσιάζουν το μεγαλύτερο ενδιαφέρον για ενεργειακή εκμετάλλευση.
Η τεχνικά εκμεταλλεύσιμη ενέργεια από τα κύματα για τα κράτη της Ε.Ε. υπολογίζεται συνολικά σε 150-230 TWh/έτος, από τα οποία περίπου 5 TWh/έτος αντιστοιχούν στις ελληνικές θάλασσες. Το ποσό αυτό αντιστοιχεί περίπου στο 10% της κατανάλωσης ηλεκτρισμού στη χώρα μας.
Η παραγωγή ενέργειας από τα κύματα συγκεντρώνει τα πλεονεκτήματα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και, επιπλέον, σε αντίθεση με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, οι εγκαταστάσεις κυματικής ενέργειας δεν δεσμεύουν γη ενώ η οπτική και ακουστική όχληση είναι μηδαμινή.
Η παλιρροιακή ενέργεια
Οι τεχνολογίες παλιρροιακής ενέργειας αξιοποιούν την αυξομείωση της θαλάσσιας στάθμης κατά την παλίρροια. Οι παλίρροιες έχουν σταθερές περιόδους και, για το λόγο αυτό, είναι προβλέψιμες.
Οι αυξομειώσεις της θαλάσσιας στάθμης κατά την παλίρροια είναι συνυφασμένες με «παλιρροιακά ρεύματα», οριζόντιες μετατοπίσεις θαλάσσιας μάζας, οι οποίες έχουν περίπου την ίδια περιοδικότητα. Τα ρεύματα είναι ισχυρά και θεωρούνται ιδιαίτερα κατάλληλα για ενεργειακή αξιοποίηση, επειδή εμφανίζονται σε σχετικά μικρά βάθη.
Η εκμετάλλευση της δυναμικής ενέργειας της παλίρροιας γίνεται με την κατασκευή ενός φράγματος στην είσοδο ενός κόλπου ή θαλάσσιου διαύλου, δημιουργώντας έτσι μία φυσική δεξαμενή. Κατά την άνοδο της παλίρροιας, το νερό εισέρχεται στη φυσική αυτή δεξαμενή μέσα από υδατοφράκτες, οι οποίοι κλείνουν όταν η παλίρροια φτάσει στο ζενίθ. Οι υδατοφράκτες ανοίγουν πάλι στο ναδίρ της παλίρροιας, επιτρέποντας την έξοδο του νερού διά μέσου υδροστροβίλων. Η τεχνολογία αυτή μπορεί να θεωρηθεί «ώριμη». Ωστόσο, λίγοι σταθμοί αυτού του τύπου έχουν κατασκευασθεί ανά τον κόσμο - ο μεγαλύτερος, συνολικής ισχύος 240 MW, κατασκευάστηκε τη δεκαετία του 1960 στη γαλλική πόλη La Rance, και λειτουργεί από τότε με επιτυχία.
Τα παλιρροιακά ρεύματα θεωρούνται ιδιαίτερα αποδοτική πηγή ενέργειας. Την τελευταία δεκαετία, πολλοί ευρωπαϊκοί οργανισμοί και τεχνικές εταιρείες έχουν εστιάσει τις δραστηριότητές τους σε αυτόν τον τομέα. Οι τεχνολογίες είναι παρόμοιες προς αυτές της αιολικής ενέργειας, χρησιμοποιούν δηλαδή στροβίλους οριζόντιου ή κατακόρυφου άξονα, πλωτούς ή πακτωμένους στον θαλάσσιο πυθμένα. Λόγω της πολύ μεγαλύτερης πυκνότητας του ύδατος, το μέγεθος ενός στροβίλου παλιρροιακού ρεύματος είναι πολύ μικρότερο, περίπου το 1/4, από αυτό μίας ανεμογεννήτριας της ίδιας ηλεκτρικής ισχύος. Επιπλέον, η οπτική και ακουστική όχληση από στροβίλους παλιρροιακών ρευμάτων είναι μηδαμινή.
Στην Ευρώπη, αξιοποιήσιμα παλιρροιακά ρεύματα εντοπίζονται στα στενά της Μάγχης και στη νότια Ιρλανδία. Επίσης, σημαντικά ρεύματα απαντώνται στην περιοχή της Μεσσίνας στην Ιταλία, καθώς και στο Αιγαίο Πέλαγος, με γνωστότερο το ρεύμα του Ευρίπου.
Αν και η συστηματική έρευνα στον τομέα αυτό ξεκίνησε την τελευταία δεκαετία, ήδη στην Ευρώπη έχουν εγκατασταθεί και λειτουργούν με επιτυχία αρκετοί πιλοτικοί σταθμοί. Για το κοντινό μέλλον προγραμματίζονται μεγάλες εγκαταστάσεις ισχύος αρκετών MW.
Πηγές:
