Καθώς η παγκόσμια ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια αυξάνεται, οι παραδοσιακές πηγές ενέργειας βρίσκονται υπό πίεση. Οι ωκεανοί, καλύπτουν πάνω από το 70% της επιφάνειας της Γης, προσφέροντας τεράστιες δυνατότητες για καθαρή ενέργεια μέσω ανανεώσιμων πηγών, όπως τα ωκεάνια ρεύματα και τα κύματα.
Ωστόσο, η ανάπτυξη της θαλάσσιας ανανεώσιμης ενέργειας βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο σε σύγκριση με την αιολική και την ηλιακή ενέργεια. Μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις είναι ο εντοπισμός των πιο πρακτικών και οικονομικά βιώσιμων τοποθεσιών για τέτοια έργα.
Μέχρι πρόσφατα, η παγκόσμια αξιολόγηση των ωκεάνιων ρευμάτων βασιζόταν κυρίως σε τοπικές μελέτες, χωρίς μια ολοκληρωμένη εικόνα. Αυτό, όμως, αλλάζει.
Μια πρωτοποριακή μελέτη για την ενέργεια των ωκεάνιων ρευμάτων
Μια μοναδική έρευνα από το Κολέγιο Μηχανικής και Επιστήμης Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Florida Atlantic αξιοποίησε δεδομένα 30 ετών από το Πρόγραμμα Global Drifter της NOAA.
Η μελέτη αυτή προσφέρει την πιο ολοκληρωμένη παγκόσμια αξιολόγηση της ενέργειας από ωκεάνια ρεύματα μέχρι σήμερα. Χρησιμοποιώντας πάνω από 43 εκατομμύρια δεδομένα από το 1988 έως το 2021, που συλλέχθηκαν από 1.250 αισθητήρες, οι ερευνητές εξέτασαν την πυκνότητα ισχύος και τις διακυμάνσεις, ανά περιοχή και χρόνο.
Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Renewable Energy, δείχνουν ότι η νοτιοανατολική Φλόριντα και η Νότια Αφρική ξεχωρίζουν για τις υψηλές τους δυνατότητες.
Οι περιοχές αυτές εμφανίζουν πυκνότητα ισχύος πάνω από 2.500 watt ανά τετραγωνικό μέτρο, δηλαδή 2,5 φορές μεγαλύτερη από μια εξαιρετική πηγή αιολικής ενέργειας. Επιπλέον, τα σχετικά ρηχά νερά –περίπου 300 μέτρα βάθος– τις καθιστούν ιδανικές για την εγκατάσταση τουρμπινών.
Αντίθετα, περιοχές όπως η Ιαπωνία και τμήματα της Νότιας Αμερικής δεν παρουσιάζουν παρόμοια ενεργειακή απόδοση σε αυτά τα βάθη.
Ποιοι παράγοντες καθορίζουν την επιτυχία
Η μελέτη αποκάλυψε ότι το 75% των περιοχών με υψηλή πυκνότητα ισχύος, που καλύπτουν περίπου 490.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα ωκεανού, έχουν ενεργειακά επίπεδα μεταξύ 500 και 1.000 watt ανά τετραγωνικό μέτρο.
Αυτό δείχνει ότι υπάρχει σημαντικό δυναμικό για παραγωγή ενέργειας, ακόμα και σε περιοχές με μέτρια αλλά αξιόλογα επίπεδα. Ωστόσο, η ακρίβεια των εκτιμήσεων εξαρτάται από παράγοντες όπως οι περιβαλλοντικές συνθήκες και οι μέθοδοι μέτρησης.
Στη Βόρεια Αμερική και την Ιαπωνία, οι υπολογισμοί ήταν ιδιαίτερα αξιόπιστοι, δίνοντας σιγουριά στις προβλέψεις. Στην Νότια Αφρική και τη Βραζιλία, όμως, η έλλειψη δεδομένων και οι μεταβλητές συνθήκες δυσκολεύουν την αξιολόγηση. «Η επέκταση της συλλογής δεδομένων θα βελτιώσει την κατανόησή μας και θα ξεκλειδώσει το πλήρες δυναμικό αυτών των περιοχών», εξηγεί ο Yufei Tang, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης.
Προκλήσεις και ευκαιρίες
Οι περιοχές με υψηλή πυκνότητα ισχύος, όπως η νοτιοανατολική ακτή των ΗΠΑ και οι ακτές της Αφρικής, προσφέρουν μεγάλες ευκαιρίες. Ωστόσο, η Νότια Αφρική και η Ιαπωνία αντιμετωπίζουν δυσκολίες λόγω βαθύτερων νερών και πολύπλοκων ρευμάτων.
Σε βάθη που ξεπερνούν τα 1.000 μέτρα, η εγκατάσταση και συντήρηση τουρμπινών γίνεται πιο δύσκολη και δαπανηρή. «Η σχέση μεταξύ βάθους και πυκνότητας ισχύος είναι κρίσιμη για τον σχεδιασμό των τουρμπινών», τονίζει ο James H. VanZwieten Jr., ένας από τους ερευνητές.
Επιπλέον, οι εποχιακές διακυμάνσεις παίζουν σημαντικό ρόλο. Τους καλοκαιρινούς μήνες (Ιούνιος-Αύγουστος) στη Φλόριντα και τον χειμώνα της Νότιας Αφρικής (Δεκέμβριος-Φεβρουάριος), η πυκνότητα ισχύος αυξάνεται, συμπίπτοντας με περιόδους υψηλής ζήτησης λόγω κλιματισμού. Αυτό καθιστά τα ωκεάνια ρεύματα μια αξιόπιστη πηγή ενέργειας.
Η σημασία της Φλόριντα στον ενεργειακό χάρτη
Η νοτιοανατολική Φλόριντα αναδεικνύεται σε κορυφαία τοποθεσία για την αξιοποίηση των ωκεάνιων ρευμάτων. «Αυτή η έρευνα επιβεβαιώνει τη θέση της περιοχής ως πρωτοπόρου στην καινοτομία ενέργειας», λέει ο Gabriel Alsenas, διευθυντής του Southeast National Marine Renewable Energy Center. Με πρόσβαση σε ένα πλούσιο ωκεάνιο ρεύμα, η περιοχή ηγείται στην ανάπτυξη τεχνολογιών που ενισχύουν την ενεργειακή ασφάλεια.
Η ακρίβεια των εκτιμήσεων εξαρτάται από την πυκνότητα των δεδομένων και την ποικιλία των ρευμάτων. «Χρειαζόμαστε προσεκτική ανάλυση για να ενσωματώσουμε αποτελεσματικά αυτή την ενέργεια στο ευρύτερο τοπίο των ανανεώσιμων πηγών», σημειώνει η Stella Batalama, πρύτανης του Κολεγίου Μηχανικής.
Νέες προοπτικές για το μέλλον
Πέρα από τις γνωστές περιοχές, η έρευνα ανοίγει τον δρόμο για νέες εξελίξεις. Για παράδειγμα, η χρήση προηγμένων τεχνολογιών, όπως οι ακουστικοί μετρητές ρευμάτων Doppler, μπορεί να βελτιώσει τις προβλέψεις για την παραγωγή ενέργειας.
Επιπλέον, η ανάπτυξη εξειδικευμένων τουρμπινών για βαθιά νερά θα μπορούσε να ξεκλειδώσει το δυναμικό περιοχών όπως η Ιαπωνία, που σήμερα θεωρούνται λιγότερο προσιτές. Η συνεχής έρευνα είναι απαραίτητη για να ξεπεραστούν οι τεχνικές προκλήσεις και να μειωθεί το κόστος εγκατάστασης.
Η ενέργεια των ωκεανών ως λύση στην κλιματική κρίση
Η αξιοποίηση των ωκεάνιων ρευμάτων δεν είναι απλώς μια τεχνολογική πρόκληση, αλλά και μια ευκαιρία για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής. Καθώς οι παραδοσιακές πηγές, όπως ο άνθρακας και το πετρέλαιο, εξαντλούνται, οι ανανεώσιμες πηγές γίνονται αναγκαιότητα.
Τα ωκεάνια ρεύματα προσφέρουν μια σταθερή και προβλέψιμη μορφή ενέργειας, σε αντίθεση με την ηλιακή ή την αιολική, που εξαρτώνται από τις καιρικές συνθήκες. Με σωστή διαχείριση, μπορούν να συμβάλουν στη μείωση των εκπομπών άνθρακα και στην ενίσχυση της βιωσιμότητας.
Η Φλόριντα και η Νότια Αφρική δείχνουν τον δρόμο, αλλά το μέλλον εξαρτάται από τη διεθνή συνεργασία και την επένδυση σε έρευνα. Η ενέργεια των ωκεανών μπορεί να γίνει βασικός πυλώνας ενός πιο πράσινου πλανήτη, αρκεί να δράσουμε γρήγορα και αποφασιστικά.
