Podria l’aigua de la mar convertir-se en la principal font d’energia renovable per als ports?

Quan un edifici està equipat amb plaques solars, un és capaç d'identificar a l'instant els angles rectes i les superfícies reflectores d'aquests dispositius utilitzats per a recol·lectar energia solar. Passa el mateix amb les estructures fàcilment identificables de les turbines eòliques que solen decorar els horitzons de camps plans i mars navegables a tot el món.

Aquests invents gestors d'energia són ben coneguts per l'opinió pública i solen ser usats per ciutats, països i, com no, ports. De fet, la producció d'energia a partir de fonts renovables guanya importància per als ports any rere any.

S'anuncien nous projectes solars i eòlics amb regularitat, per exemple, el parc eòlic marí més gran del món que s'està construint en aquests moments. L'obra acabarà durant el 2020 enfront de la costa oriental del Regne Unit i produirà energia suficient per a proveir a un milió de llars.

Però els ports tenen una oportunitat única d'aprofitar l'energia d'una font que els envolta en abundància: l'aigua de la mar. En una època en la qual l'energia renovable s'ha convertit en una prioritat, els ports estan explorant totes les opcions per a acumular energia hidràulica.

A causa del moviment i la composició de l'aigua, els ports la poden fer servir com a font d'energia de diverses formes. Totes aquestes vies estan sent explorades exhaustivament per a garantir que l'energia hidràulica sigui aprofitada al màxim.

Energia de les ones
L'aprofitament de les ones com a font d'energia renovable és tal vegada l'opció amb més varietat d'infraestructures i noves tecnologies. A continuació, es llisten uns quants exemples de noves solucions per a generar energia a partir del moviment de les ones.

Alguns d'aquests dispositius també es podrien utilitzar per a mitigar els estralls causats per condicions climàtiques extremes, que cada vegada afecten més les infraestructures portuàries a causa del canvi climàtic.

Eco Wave Power - Flotadors hidràulics
A mesura que les ones avancen cap a la costa, la tecnologia flotant d'Eco Wave Power, comptat i debatut, transforma l'oscil·lació ascendent-descendent de les ones amb un mínim de 0,5 metres d'altura en energia neta.

Més detalladament: en els flotadors es comprimeixen i descomprimeixen pistons hidràulics per a transmetre fluid hidràulic biodegradable a acumuladors en terra ferma on s'emmagatzema el fluid comprimit. L'alliberament d'aquest fluid a pressió posa en marxa un motor hidràulic que fa girar el generador d'energia neta. Finalment, es transmet l'electricitat a una xarxa elèctrica mitjançant un convertidor.

Wello Oy - El dispositiu “pingüí”
La innovació de Wello Oy consisteix en un dispositiu “pingüí” que s'encaixa en un recipient flotant que evita que la maquinària entre en contacte amb l'aigua. El moviment giratori del “pingüí” es deriva del moviment de les ones (pot resistir ones de fins a 18 metres d'altura) i es transforma en electricitat que va directa a la xarxa.

Aquesta tecnologia es considera eficient i fàcil d'utilitzar, ja que només requereix estar connectat a amarraments i a la xarxa elèctrica i es pot monitorar a distància.

Seabased - WEC
La tecnologia de boies de Seabased consisteix en convertidors d'energia de les ones (WEC per les seves sigles en anglès) que suren sobre la superfície a l'interior de boies que segueixen el moviment de les ones per a generar energia elèctrica. Llavors, un commutador subaqüàtic transforma aquesta energia cinètica en electricitat apta per a ser transmesa a la xarxa.

El disseny de la solució de Seabased és altament modular, és a dir, es poden incorporar augments o expansions amb facilitat. Tot això permet planificacions més flexibles i redueix el risc d'inversió.

Oscilla Power - Triton
Triton és un altre tipus de WEC. Es tracta d'un dispositiu d'energia d'ona de dos cossos. A diferència de diversos WECs més convencionals, el flotador de superfície de Triton reacciona a diversos tipus de moviments d'ona (balanceig, oscil·lació vertical, cabotejo...), la qual cosa permet captar energia en una gran varietat de condicions oceàniques.

Aquestes solucions, juntament amb altres disponibles en el mercat, ajuden els ports a aprofitar el moviment de la superfície de l'oceà. Però els moviments que ocorren sota la superfície requereixen d'altres mètodes.

Energia mareomotriu
L'energia mareomotriu és una energia renovable prometedora ja que, a diferència de la solar o l'eòlica, és predictible. Dependre d'una font d'energia natural com aquesta és, com menys, fiable en el que a calendaris es refereix.

La turbina de marees és l'eina principal que transforma el moviment de l'aigua procedent dels canvis de marea en electricitat. Es tracta d'una mena de molí submarí propulsat pels canvis en el nivell de l'aigua entre la marea alta i baixa.

Com afecta aquesta tecnologia al món real? Per a fer-nos una idea, un projecte reeixit de turbina submarina a Escòcia va aconseguir proveir prop de 4.000 llars d'energia en l'últim any, una fita important per a projectes mareomotrius d'aquesta índole. Va aconseguir, en altres paraules, 24,7 gigavatios hora (GWh) d'energia renovable predictible per a la xarxa nacional.

Encara que existeixen projectes d'aquest tipus en llac Sihwa a Corea del Sud o la Central d'Energia Mareomotriu Pilot en Jiangxia, la Xina, cap s'acosta a l'èxit que ha collit el projecte de turbina escocès.

No obstant això, la turbina de marees és cara de construir i per tant no és un mètode molt desenvolupat avui dia. Però això no significa que no deixin d'aparèixer noves tecnologies.

Les preses mareomotrius són controlades per una central elèctrica i consten de tres parts: la presa en si, que reté l'aigua durant la marea alta; la resclosa, que deixa passar l'aigua, i, finalment, la turbina i el generador. A més, les rescloses se solen deixar obertes durant la marea alta i tancades durant la marea baixa, la qual cosa porta a canvis en el nivell de l'aigua i genera per tant més energia.

D'altra banda, tenim les hidrolianas, que són com les turbines eòliques però submarines, i que converteixen energia cinètica en electricitat.

I, finalment, tenim l'energia mareomotriu dinàmica, que en teoria és capaç d'explotar els fluxos de marea. Aquest mètode encara està en desenvolupament, però hauria de permetre als ports entendre millor la relació entre els fluxos de marea, el potencial i l'energia cinètica.

Tot això depèn del fet que l'aigua és gairebé 1.000 vegades més dens que l'aire, la qual cosa fa que l'obtenció d'energia per aquests mètodes sigui altament atractiva. Conforme passi el temps, és probable que els ports cada vegada aprenguin més sobre l'energia mareomotriu i la seva capacitat de crear energia útil.

Energia dels corrents marins
De la mateixa manera que les marees, els corrents també són un tipus d'energia hidràulica amb certa predictividad i que es pot acumular de manera semblant.

Ja que els corrents depenen del moviment de les marees, es pot assumir que es tracten de corrents formulaicas.  No obstant això, quan preses en consideració factors addicionals com el vent i la circulació termohalina, es tornen menys predictibles. Però això no significa que els ports rehúyan la possibilitat d'usar aquests moviments d'aigua com una forma d'energia natural.

Aquí, les turbines submarines tornen a formar part del debat sobre com convertir aquesta energia cinètica en electricitat. Aquesta tecnologia de corrents ha estat dissenyada per a resistir fluxos intensos de fins a 5 m/s i a profunditats de 100 metres sota la superfície.

Les turbines es poden aguantar gràcies a la gravetat, amb pivots o amb pilotis, segons les característiques de les hidrolianas, apunten des de ANDRITZ, creadors de tecnologies d'aquest tipus per a països de tot el món, passant per Àustria, el Brasil, la Xina i els EUA.

Els seus sistemes avançats de cabotejo de velocitat variable i sistemes de guiñada per a góndoles optimitzen la captació d'energia del flux i reflux dels corrents, així com el seu programari de control automàtic que controla un sistema de monitoratge autònom.

CrowdEnergy està duent a terme un altre projecte colossal d'aquesta naturalesa. El seu objectiu és trobar una forma pràctica i responsable de substituir combustibles fòssils i energia nuclear per energia obtinguda dels corrents marins.

Aquestes solucions, juntament amb altres disponibles en el mercat, ajuden els ports a aprofitar el moviment de la superfície de l'oceà. Però aquest moviment requereix d'altres mètodes sota la superfície. Alguns qüestionen si aquests dispositius seran capaços de resistir condicions meteorològiques extremes que comportin grans onatges. Per exemple, la Borrasca Gloria va causar severs estralls al llarg de les costes espanyoles i aquests dispositius tal vegada haurien resultat danyats per aquestes condicions extremes.

Per això s'estan investigat i desenvolupat tecnologies per a obtenir energia sota la superfície.

Explorant l'energia geotèrmica marina
Fem un pas enrere i fixem-nos en una altra mena d'energia hidràulica. Alguns experiments amb l'energia geotèrmica marina permetrien als ports recol·lectar aigua que es troba sota la superfície terrestre i usar-la com a font d'energia. Per exemple, per a escalfar llars o produir vapor.

Aquest tipus de tecnologia aprofitaria la diferència de temperatura entre l'aigua càlida de la superfície i l'aigua freda del fons de la mar. Té un enorme potencial per als pobles costaners, atès que podrien beneficiar-se el 40% de les poblacions que viuen a menys de 40 quilòmetres de la costa.

L'aigua de la mar és bombada per tubs d'un quilòmetre de deixada anar fins a les instal·lacions costaneres, on s'usen termocambiadores i bombes calorífiques per a crear mecanismes d'escalfament i refredament.  Alguns obstacles com les temperatures de l'aigua han suposat un repte per al desenvolupament d'aquesta manera de recol·lecció, però la comunitat científica s'ha centrat en combinar l'energia tèrmica marina amb altres formes d'energia renovable per a fer-la més efectiva.

Podem trobar un exemple pràctic d'aquesta tecnologia als Països Baixos, on l'Autoritat Portuària de Rotterdam, en col·laboració amb Shell Geothermal BV, ha fet importants avanços en les seves recerques sobre l'energia geotèrmica marina.

Com a part de l'acord ecològic sobre Energia Geotèrmica Ultra Profunda (UDG per les seves sigles en anglès), la subsuperficie del sector occidental del port de Rotterdam ha estat estudiada a fons i el port ara en teoria està llest per a fer els primers passos de cara a aprofitar l'energia geotèrmica amb la finalitat de generar energia.

El port de Rotterdam i Shell Geothermal BV també han rebut permisos d'exploració del Ministeri d'Economia dels Països Baixos, i tots dos ara comencen a planejar el següent pas de la seva missió.

«Si podem extreure geotèrmic de la terra en forma d'aigua calenta, podria ser una bona font d'energia renovable, especialment per a la producció de vapor per a les indústries. A més, una vegada s'hagi refredat després del seu pas per les indústries, l'aigua podria usar-se per a escalfar llars i hivernacles mitjançant una xarxa de calefacció regional».
Autoritat Portuària de Rotterdam

Aquest és tan sols un de diversos exemples de com aquestes noves tecnologies estan sent explotades pels ports avui dia. Però amb el cost elevat que comporten aquestes tecnologies, la pregunta continua sent: seran les tecnologies d'energia hidràulica una prioritat portuària en els pròxims anys?