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Nos trópicos, o mar profundo é frio e a superfície do mar é muito quente. Essa diferença de temperatura pode ser aproveitada e transformada em eletricidade. Se pudermos melhorar a tecnologia, esse método de produção de energia pode ser uma dádiva de Deus para as nações insulares que dependem de diesel caro e poluente para sua energia.
Por mais de um século, pesquisadores exploraram a ideia de conversão de energia térmica oceânica. Não há nada fundamentalmente novo na ideia de extrair energia das diferenças de temperatura. Na verdade, a tecnologia subjacente é semelhante à forma como as usinas de carvão, gás e geotérmicas criam eletricidade, usando vapor para girar uma turbina.
O desafio é encontrar o native certo, onde as diferenças de temperatura fazem valer a pena. Isso significa relativamente perto do equador – pense ao norte de Papua Nova Guiné, Filipinas e na costa do sul do Japão.
Atualmente, as plantas piloto são capazes de gerar apenas uma fração do que uma grande turbina eólica pode. Mas pelo lado positivo, as usinas térmicas oceânicas podem gerar energia 24 horas por dia.
Como funciona?
Essas usinas operam com líquidos de baixo ponto de ebulição, como amônia, em circuito fechado. O calor da água do mar quente (entre 20 e 30 ℃) aquece o líquido até se transformar em vapor e pode ser usado para girar uma turbina. Em seguida, o vapor é exposto à água do mar fria (cerca de 5℃), que o transforma novamente em líquido para que o ciclo possa continuar. Para obter essa água fria, essas plantas têm canos que se estendem por 600 metros no fundo do mar.
Os benefícios do sistema são claros: é um circuito fechado, aquecido e resfriado por trocadores de calor sem descarga do fluido para o oceano. E está disponível o pace todo, em contraste com os conhecidos desafios de intermitência de tecnologias renováveis melhor desenvolvidas, como sun e eólica.
A desvantagem é que, no momento, a tecnologia não está pronta para o horário nobre. UMA planta piloto no Havaí instalado pela Makai Ocean Engineering em 2015 tem capacidade de 100 quilowatts. Isso é 20 a 30 vezes menos do que uma turbina eólica típica em operação, ou o equivalente a cerca de 12 painéis solares em residências ou pequenas empresas na Austrália.
O fundamental desafio técnico a ser superado é obter acesso aos grandes volumes de água do mar fria necessários. O piloto do Makai america um tubo de um metro de diâmetro que mergulha 670 metros nas profundezas do oceano.
Para escalar para uma usina de 100 megawatts mais útil, Makai estima que o tubo teria que ter dez metros de diâmetro e chegar a um quilômetro de profundidade. Esse tipo de infraestrutura é caro e deve ser construído para resistir à corrosão e aos ciclones.
Se as usinas forem construídas no mar, o custo das linhas de transmissão aumenta a despesa geral. Makai estima que 12 usinas offshore em escala comercial poderiam cobrir as necessidades totais de eletricidade do Havaí.
Se as plantas OTEC puderem ser construídas grandes o suficiente, o custo cairá. Mas há outro desafio também. Para se aproximar do custo da energia eólica e sun – agora tão baixo quanto 1–2 centavos por quilowatt-hora – as usinas térmicas oceânicas precisariam de cerca de quatro Cataratas do Niágara o valor da água que flui através do sistema a qualquer momento.
Por que é necessário um quantity tão grande de água? Em suma, um gargalo termodinâmico. A física de qualquer energia conversão significa que é impossível converter toda a energia térmica em trabalho mecânico como girar a turbina. Esta questão de eficiência é um verdadeiro desafio para as usinas térmicas oceânicas, onde o processo de conversão de energia tem uma diferença de temperatura relativamente pequena entre a água do mar quente e fria. Por sua vez, isso significa que apenas uma porcentagem muito pequena da energia térmica na água do mar é convertida em eletricidade.
A OTEC poderia encontrar um uso apesar do custo e dos desafios técnicos?
Embora essas usinas não pudessem competir com a energia eólica e sun nos grandes mercados continentais, elas poderiam ter um papel para os pequenos estados insulares que pontilham o Pacífico e o Caribe, bem como ilhas distantes da rede fundamental, como a Ilha Norfolk ou muitas das ilhas indonésias menores.
As nações insulares, em specific, tendem a ter altos preços de eletricidade no varejo, baixa demanda de eletricidade e dependência de diesel importado para geração de eletricidade. Pesquisadores da Coréia e da Nova Zelândia fez o caso que a OTEC poderia ser uma fonte viável de energia de carga de base para os estados insulares – mas somente depois que mais plantas piloto forem construídas para ajudar a aperfeiçoar o projeto de plantas maiores.
Se european fosse encarregado de ajudar um estado insular a produzir sua própria energia limpa, european olharia primeiro para a geotérmica, uma tecnologia mais madura com melhor economia. Isso porque as áreas mais favoráveis para as usinas OTEC normalmente têm um potencial significativo de eletricidade geotérmica, produzida pela perfuração de poços em terra e usando fluidos de alta temperatura desses poços.
Ainda assim, a OTEC pode desempenhar um papel útil ao enfrentar vários desafios ao mesmo pace. Tome resfriamento. Você pode pegar a água fria do mar e usar como forma de ar condicionado, pois dois motels na Polinésia Francesa estão fazendo. Você também pode usar essa água fria na aquicultura para criar peixes de água fria, como o salmão, ou como forma de manter a água de superfície fresca durante as ondas de calor marinhas. ameaçando a piscicultura na Nova Zelândia. Pode até ser possível usar plantas OTEC para produzir hidrogênio como uma mercadoria de exportação em pequenos estados insulares.
Para cumprir nossas metas urgentes de redução de emissões, vale a pena explorar todas as opções de energia renovável.
Não devemos descartar a OTEC ainda. Nesse estágio, no entanto, é difícil ver como as usinas térmicas oceânicas podem se tornar competitivas com as energias renováveis mais estabelecidas, como eólica, sun e até geotérmica, dados os grandes volumes de água do mar frios necessários. Arquive isso em “tem potencial, mas precisa de mais trabalho”.
Artigo de Professor e Diretor da Escola de Engenharia e Ambiente Construído, Universidade Griffith Este artigo é republicado de A conversa sob uma licença Inventive Commons. Leia o artigo unique.
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Fonte da Notícia
/i560918.png "O céu não é o limite | Rodas do Interest, foto da superfície de Vênus e mais")
