Energia fal - jaki jest jej potencjał?

Fale dostarczają energię w bardziej regularny sposób niż fotowoltaika, czy energetyka wiatrowa. Mimo tego wykorzystanie energii falowania jest obecnie marginalne. Jakie są światowe zasoby energii fal?

Rodzaje instalacji do konwersji energii fal

Ze względu na ich lokalizację, elektrownie falowe można podzielić na systemy przybrzeżne i systemy instalowane na otwartym morzu. Która z metod jest bardziej perspektywiczna?

Z punktu widzenia samego zasobu, otwarty akwen umożliwia budowę dużo większych instalacji, jednak stwarza szereg niedogodności wynikających bezpośrednio z odległości od lądu. Po pierwsze niezbędne jest użycie statków do rozmieszczenia konwerterów na morzu, a później do ich konserwacji, wymiany czy naprawy. W przypadku korzystania ze statków napędzanych paliwami konwencjonalnymi sprzyja to emisji zanieczyszczeń i gazów cieplarnianych. Sama energia elektryczna musi być przesyłana na duże odległości przy użyciu kabli transmisyjnych, lokalizowanych głównie na dnie morskim. Z kolei, rozmieszczanie kabli i konieczność cumowania systemów morskich może zakłócać podwodne życie morskie.

Przybrzeżne (onshore) elektrownie falowe mogą być montowane na falochronach, pomostach czy na innej nadmorskiej infrastrukturze. W przypadku tych instalacji, nie ma konieczności budowy nowych konstrukcji, a korzysta się z niezagospodarowanych miejsc na istniejących elementach.

Zasoby

Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej (IRENA) oszacowała, że przy wykorzystaniu 2 proc. z 800 tys. kilometrów linii brzegowej świata, gdzie moc fal przekracza 30 kW/m, globalny potencjał energetyczny dla energii fal wyniósłby około 500 GW energii elektrycznej. Szacunki zostały przeprowadzone przy sprawności przechwytywania energii na poziomie 40 proc. Choć potencjał wykorzystywania energii z falowania jest ogromny, to w 2021 roku to źródło OZE odpowiadało za nieco ponad pół gigawata (524 MW) mocy zainstalowanej. Technologiom falowym brakuje przede wszystkim skomercjalizowania, co się zmienia. Nowe rozwiązanie prezentuje m.in. Ocean Harvesting Technologies, zajmująca się falami na otwartym oceanie. Z kolei nowe rozwiązania wykorzystujące energię fal przy brzegu prezentuje Eco Wave Power.

Fala fali nie równa

W przypadku strefy offshore fale mogą się przemieszczać w każdym możliwym kierunku, a ich maksymalna energia jest znacznie wyższa od średniej i możliwej do wychwycenia. Im bliżej brzegu tym te wielkości się zmniejszają, jednak kierunek fal na wybrzeżu i ich znacznie mniejsza energia maksymalna stwarzają warunki do bardziej przewidywalnego wykorzystania. Innymi słowy zasoby są dużo bardziej użyteczne energetycznie, a same elektrownie mniej wystawione na niszczycielską działalność morza.

Przykładowa instalacja onshore

Eco Wave Power (EWP) to izraelsko-szwedzka firma, założona w Tel Awiwie w 2011 roku, która ma w swoim dorobku opatentowanie inteligentnej i opłacalnej ekonomicznie technologii odbierania energii z falowania morskiego. Proces produkcji energii elektrycznej opiera się o przekształcenie wnoszącego i opadającego ruchu fal. Elektrownia opracowana przez EWP składa się z systemu pływaków podnoszonych przez fale morskie. Ich ruch ściska i dekompresuje tłoki hydrauliczne. Powoduje to transport płynu hydraulicznego. Powstaje w nich podwyższone ciśnienie, które wprawia w ruch silnik hydrauliczny, obracając przy tym generator prądotwórczy. Energia elektryczna ostatecznie jest wprowadzana do sieci elektroenergetycznej przy zastosowaniu inwertera.

Firma stworzyła modułową i skalowalną konstrukcję, możliwą do zamontowania w portach czy na falochronach. Pozwala to myśleć, że energetyka falowa zacznie się niedługo dynamicznie rozwijać, a sama technologia zostanie rozpowszechniona i szeroko stosowana. Da to perspektywy nie tylko dla rozwoju OZE, ale także dla elektryfikacji odizolowanych państw wyspiarskich.

Źródło: iea.org, oceanharvesting.com, ecowavepower.com, waveenergyconversiontamu15.weebly.com.