O tehnologie veche de 31 de ani din Finlanda va începe a produce electricitate în adâncurile mării abia acum

Când vorbim de tehnologii care ar produce electricitate regenerabilă, fără emisii CO2, există încă multe metode mai mult sau mai puţin productive, pe lângă cele deja răspândite, cum ar fi turbinele eoliene, panourile fotovoltaice sau sursele geotermale. Însă, dacă unele tehnologii noi parcurg relativ repede drumul de la descoperire până la transpunere în viaţa reală, altele au nevoie de decenii la rând şi o răbdare de fier din partea autorilor lor până ajung să fie implementate. O tehnologie veche de 31 de ani din Finlanda, spre exemplu, va începe abia acum a produce electricitate în adâncurile mării, iar cifrele şi parametrii săi sunt, de fapt, foarte promiţătoare.

Tehnologia e înglobată într-un produs pe nume WaveRoller şi e dezvoltată de compania finlandeză AW-Energy. Vorbind în termeni elementari, tehnologia presupune captarea energiei valurilor mărilor şi oceanelor, de la adâncime relativ mică, şi transformarea acestei energii în electricitate. Construcţia pare să se asemene cu barajul unei hidrocentrale, şi e cât se poate de interesantă, dar totodată neaşteptat de productivă în randament.

Ideea i-a venit în anul 1993 finlandezului Rauno Koivusaari, un scafandru profesionist la acea vreme, care a observat epava unei nave mai uşoare fiind mişcată dintr-o direcţie în alta de forţa valurilor, într-una din scufundările sale. Atunci i-a venit ideea că acea energie subacvatică ar putea fi captată şi transformată în ceva util. Au urmat 6 ani de construcţie a unui prototip de testare, care a fost arătat de Rauno şi echipa sa în anul 1999. Iar în anul 2000 acel prototip a fost dezvoltat într-un produs conceptual complet, numit Waveroller, echipa finlandeză definitivând întreaga idee despre cum ar trebui să funcţioneze un asemenea sistem la diferite scări, ce mecanisme adiţionale ar trebui să aibă şi cât de departe de ţărm ar fi mai oportun să fie amplasat.

De atunci şi până azi a urmat evoluţia tehnologiei, iar în 2005 au fost instalate primele mostre de testări în apele Scoţiei, a Ecuadorului, iar apoi în 2007 şi în Portugalia. Finlandezii au primit în 2010 şi bani de la UE pentru a crea prototipuri mai mari, care să de demonstreze viabilitatea tehnologiei, dar şi statul finlandez i-a susţinut ani la rând, inclusiv în construcţia unui centru de testări în Finlanda, în 2015. În 2016 a avut loc validarea oficială a tehnologiei de către cei de la Lloyd’s Register, iar în 2019 în Portugalia a fost instalat printr-un prototip de scară mare.

După 2 ani, în 2021, acel prim prototip a fost scos din apele Portugaliei, cu multe depuneri pe el şi probleme identificare, care a amintit tuturor că fundul unui ocean e un loc într-o permanenttă dinamică, cu ritmul său de viaţă şi fenomene, dovedindu-se nu tocmai prietenos cu asemenea instalaţii montate acolo.

Însă finlandezii nu s-au lăsat bătuţi şi au introdus perfecţionări de design, primind şi noi fonduri de la UE, astfel încât abia acum, în 2024, spun că sunt gata să demareze producţia de serie a produsului final, comercial, complet perfecţionat şi adaptat în urma celor 31 de ani de dezvoltare şi perfecţionare. Hai să vedem ce parametri promite acest produs de serie, deci.

WaveRoller e format din acel baraj subacvatic, cu un soi de porţi care se pot deschide sub influenţa valurilor, şi din unitatea alăturată de preluare şi transformare a forţei ce acţionează asupra porţilor. Valurile mării mişcă acele porţi înainte şi înapoi, iar porţile sunt conectate prin pistoane hidraulice cu un circuit hidraulic, ce mişcă o pompă ataşată de un electromotor, care ia astfel rolul de generator de electricitate.

La suprafaţa la care e proiectat dispozitivul de serie, forţa valurilor ce împing porţile sale generează o putere instantanee cu potenţial de a fi transformată în 1,5-2,0 MW de putere electrică. Însă, întrucât mişcările valurilor sunt ciclice şi sacadate, generarea electricităţii în acelaşi ritm nu e tocmai un rezultat dorit, ceea ce i-a făcut de creatorii tehnologiei să proiecteze un circuit hidraulic cu zona de atenuare şi amortizare a forţei preluate de la valuri, astfel încât să poată genera o putere aproape constantă de 1,0 MW per unitate, în condiţii de valuri intense. Când sunt perioade de mare mai liniştită, puterea livrată scade, dar oricum WaveRoller încearcă să o menţină cât mai constantă.

Foto: Principiul de funcţionare al tehnologiei WaveRoller

Un asemenea dispozitiv operează cel mai bine la adâncimi de la 8 la 20 metri, la distanţe de ţărm cuprinse între 300 metri şi 2 km. La o putere de 1 MW a produsului de serie, factorul de capacitate e cuprins între 25-50%, în funcţie de condiţiile mării unde e instalat şi frecvenţa şi intensitatea valurilor. Asta înseamnă că la nivelul unui an întreg, puterea medie real livrată a unui WaveRoller e de 250-500 kW, ceea ce rezultă într-o cantitate de electricitate produsă anual de 2,19-4,38 GWh. Desigur, într-un un loc favorabil pot fi instalate şi mai multe asemenea dispozitive alături, sporind puterea totală. Finlandezii propun chiar construcţia de adevărate parcuri WaveRoller, cu 10-24 de unităţi alăturate, şi astfel un parc ar avea 10-24 MW putere instalată.

Randamentul acestei tehnologii, exprimată prin factorul său de capacitate, este astfel neaşteptat de bun, mai mare decât cel al panourilor solare şi apropiată de turbinele eoliene de uscat cele mai productive, iar în diapazonul său superior chiar aproximativ echivalează turbinele eoliene maritime sau se apropie de acestea. Randamentul e şi mai impresionant dacă îl comparăm cu o tehnologie oarecum similară de captare a energiei oceanelor pe bază de maree, unde factorul de capacitate e de 20-35% maxim.

Prin urmare, tehnologia finlandezilor pare promiţătoare în randamentul său şi e relativ ieftină în implementare, ori construcţiile nu presupun multe componente foarte sofisticate, cu excepţia unui circuit hidraulic încapsulat ermetic, ca să excludă scurgerile în mare. Şi costurile de instalare sunt mult mai mici decât cele ale unei turbine eoliene, dată fiind apropierea faţă de ţărm şi adâncimea mică. Iar toate astea duc tehnologia la capacitatea sa de a oferi un cost amortizat al electricităţii produse de doar 100-150 dolari/MWh, în timp ce energia eoliană maritimă are un cost ce variază de la 80 la peste 200 dolari per MWh produs în Europa. Cu 100-150 dolar/MWh, asta ar însemna 0,10-0,15 dolari/kWh în costuri finale.

Nu e la fel de puţin ca energia produsă de hidrocentrale, însă cel puţin se încadrează în cifrele unor tehnologii comparabile actuale.