Energija valova: Može li snaga oceana napajati naše domove

Ako vas je ikada udario val, znate koliko je snažan. Ispod površine oceana krije se uglavnom neiskorištena energija koja ima potencijal preoblikovati budućnost čiste energije. Istraživači već desetljećima pokušavaju iskoristiti energiju valova, ali zbog surovih uvjeta more je izuzetno teško i skupo okruženje za rad.

Ipak, zemlje diljem svijeta traže nove izvore obnovljive energije kako bi smanjile upotrebu fosilnih goriva i borile se protiv klimatskih promjena. Ruska invazija na Ukrajinu dodatno je potaknula države da povećaju vlastitu proizvodnju energije. Tu na scenu stupa energija valova.

Međuvladin panel za klimatske promjene (IPCC) procijenio je da bi iskorištavanje energije valova u svijetu teoretski moglo osigurati 30.000 teravatsati električne energije godišnje, što je više nego što čovječanstvo trenutačno troši. Unatoč tom potencijalu, još uvijek postoji „ogroman broj tehničkih i ekonomskih izazova“, kaže dr. Briony DuPont, stručnjakinja za energiju valova sa Državnog sveučilišta Oregona u Sjedinjenim Američkim Državama (SAD), piše BBC.

Tko bi mogao imati koristi?

Neka od najpogodnijih područja za razvoj energije valova jesu zapadna obala Europe, pacifička obala Sjeverne i Južne Amerike te sjeverna mora Ujedinjenog Kraljevstva. Ovu tehnologiju istražuju i Australija, Južna Koreja i Kina. Europska unija (EU) postavila je cilj da do 2030. godine iskoristi jedan gigavat energije valova te plime i oseke, a procjenjuje se da bi do 2050. to moglo pokriti do 10 posto ukupne potrošnje električne energije u državama članicama EU.

Stručnjaci vjeruju da bi energija valova bila osobito korisna za opskrbu priobalnih gradova i udaljenih otoka, koji uglavnom ovise o uvozu skupog dizela koji zagađuje okoliš. Na konferenciji Ujedinjenih naroda (UN) o klimatskim promjenama COP26 2021. godine, čelnici skupine Malih otočnih država u razvoju (SIDS) osnovali su Globalni savez za energiju oceana (GLOEA) s ciljem razvoja takvih izvora energije.

Od tada su Barbados, Bermudi, Martinik, Grenada i Tonga potpisali ugovore s irskom kompanijom Seabased o izgradnji farmi za projekte energije valova. Svaki će projekt započeti pilot-postrojenjem snage dva megavata, što je dovoljno za opskrbu oko 2800 kućanstava, a zatim će se kapacitet povećavati do 50 megavata, ovisno o lokalnim potrebama.

Složena ekonomija

U najboljem slučaju, smatra dr. DuPont, energija valova mogla bi u sljedećih deset godina proizvoditi značajne količine električne energije za naše mreže. Ali to nije jedini razlog za njezino uzbuđenje. „Energija valova je zasigurno sljedeći korak. Zamislite da u situacijama poput prirodnih katastrofa, kada obično koristimo brojne dizel-generatore, možemo jednostavno spustiti ovakav uređaj u more i odmah napajati obalne zajednice pogođene uraganima ili tsunamijima. To je nešto što doista može promijeniti živote ljudi“, kaže ona.

No razvoj energije valova nije jednostavan. Profesor Abubakr Bahaj, stručnjak za održivu energiju sa Sveučilišta u Southamptonu u Ujedinjenom Kraljevstvu, upozorava da je bilo „mnogo lažnih početaka i promašenih ciljeva“. Škotski projekt energije valova Pelamis priključen je na britansku mrežu 2004. godine, ali je tvrtka bankrotirala deset godina kasnije.

Australska tvrtka Carnegie Clean Energy 2017. godine najavila je izgradnju prve komercijalne farme valova u zemlji, no vlada je projekt otkazala zbog financijskih problema. Profesor Bahaj smatra da će se energija valova s vremenom koristiti, ali da je osiguravanje financiranja teško zbog konkurencije energije vjetra i sunca, koje su znatno jeftinije i razvijenije.

Energija iz valova

Ipak, valovi imaju važnu prednost, ističe prof. Deborah Greaves, profesorica oceanskog inženjerstva na Sveučilištu u Plymouthu u Ujedinjenom Kraljevstvu. „Valovi su gotovo uvijek prisutni. Ne možete se osloniti isključivo na energiju vjetra i sunca jer su to nestalni izvori i uvijek će biti prekida u opskrbi. Ako se doda energija valova, koja je vrlo postojana, sustav se uravnotežuje. To smanjuje troškove koje biste inače imali za skladištenje električne energije.“

Valovi uglavnom nastaju djelovanjem vjetrova koji pušu iznad površine oceana. Što je vjetar jači i što duže putuje, val nosi više kinetičke energije. Tu se energiju može iskoristiti pomoću uređaja koji se nazivaju pretvarači energije valova.

Dr. DuPont kaže da se širom svijeta testira više od 200 različitih postrojenja. „Morate izraditi uređaj koji je iznimno otporan. Mora biti projektiran da izdrži udare i da preuzme što više energije valova, a pritom se nalazi u slanoj vodi, u moru. To je doista velik inženjerski izazov.“

Snažni valovi

Atlantska obala Portugala idealno je područje za primjenu ove tehnologije zbog snažnih valova. Švedska tvrtka CorPower Ocean ima vlastiti uređaj u obliku bove koja pluta uz obalu kod mjesta Aguçadoura od 2023. godine. Bova je pričvršćena za morsko dno, a kako je valovi pomiču gore-dolje, klipovi pokreću generator koji pretvara gibanje u električnu energiju. Ta se energija zatim podvodnim kablovima prenosi u portugalsku elektroenergetsku mrežu. Tvrtka CorPower tvrdi da je njihova bova riješila dva ključna izazova – preživjela je snažne oluje i istodobno maksimalno iskoristila energiju valova.

Uz obalu Irske, tvrtka razvija farmu valova kapaciteta pet megavata, koju čini 14 bova povezanih u mrežu. Cilj je osigurati električnu energiju za oko 4.200 kućanstava i pokazati kako ova tehnologija može pomoći Irskoj da ispuni svoje ciljeve u borbi protiv klimatskih promjena.

Još jedan način iskorištavanja energije valova jest postavljanje uređaja poput turbina na postojeće luke i molove. Taj se pristup od 2011. koristi za napajanje manjeg broja kućanstava u mjestu Mutriku na sjeveru Španjolske, a projektom upravlja državna Baskijska agencija za energiju. Stručnjaci kažu da je takav pristup znatno jeftiniji od postavljanja i održavanja instalacija na otvorenom moru.

Plutače na moru

Izraelska tvrtka EcoWave Power koristi plutače koje valovi pomiču gore-dolje. One pokreću klipove koji potiskuju hidrauličnu tekućinu u kompresor, koji zatim pokreće motor i okreće generator. Tvrtka gradi prvo komercijalno postrojenje u Portu u Portugalu. Početni kapacitet iznosi jedan megavat, a plan je postupno ga povećati na 20 megavata.

U Los Angelesu u SAD-u nedavno su demonstrirali kako uređaj radi, a tvrtka je najavila da će na Tajvanu i u Indiji potpisati ugovore za razvoj energije valova. Jedna od briga vezanih uz energiju valova jest moguća šteta za morski svijet, no dr. Bahaj kaže da bi utjecaj bio minimalan. „Kada se ti uređaji postave u more, oni postaju svojevrsno utočište za organizme koji rastu oko njih, tako da zapravo potiču, a ne smanjuju biološku raznolikost.“

U međuvremenu, škotska tvrtka Mocean koristi uređaj koji se naziva atenuator. Velike plutajuće ruke savijaju se pod utjecajem valova i hvataju energiju u središnjem zglobu. Trenutačno se uređaj koristi za napajanje autonomnih podvodnih vozila koja upotrebljavaju naftne platforme na moru – što je pomalo ironično, s obzirom na utjecaj te industrije na klimatske promjene.

No prof. Greaves kaže da to pomaže investitorima da steknu povjerenje u tehnologiju i omoguće njezino širenje. Ako se to postigne, vjeruje da bi energija valova mogla svijetu osigurati još jedan ključan izvor čiste električne energije.