Prądy morskie źródłem energii

Zanosi się na rewolucję: nowa technika umożliwia wykorzystywanie do wytwarzania energii elektrycznej prądów morskich, a nawet rzek – bez budowania zapór

Energia elektryczna, a raczej jej niedostatek, staje się problemem globalnym. Dlatego na całym świecie trwają próby opracowania nowych sposobów produkcji elektryczności. Gwałtowne zjawiska atmosferyczne, takie jak ostatnio w Polsce (brak prądu w regionie Szczecina po opadach śniegu), skłaniają specjalistów do formułowania nowej strategii energetycznej.

Powinna ona polegać na tym, aby produkować energią elektryczną w możliwie jak największej liczbie miejsc, wtedy awarie wielkich elektrowni lub linii przesyłowych biegnących z takich kolosów będą o wiele mniej dolegliwe. Jedną z takich propozycji jest prąd z prądu… morskiego.

W Europie

W Bretanii, u ujścia rzeki Odet, jej prąd i pływy morskie nakładają się, tworząc co kilka godzin rwący nurt. Właśnie w tym miejscu zainstalowano na głębokości 19 metrów eksperymentalną turbinę przetwarzającą ruch wody na energię elektryczną. Nazwano ją Sabella D03 (sabella to nazwa robaka żyjącego w przybrzeżnych wodach Bretanii). Waży 7 ton, ma 5,5 metra wysokości oraz rotor ze śmigłem o rozpiętości 3,3 metra. Obraca się powoli, dziesięć do 15 razy na minutę, podobnie jak śmigła przetwarzające wiatr w energię elektryczną.

Brzegi śmigła są zaokrąglone i nie stwarzają niebezpieczeństwa dla przepływających ryb – stanowią przeszkodę tej rangi co podwodne skały omywane prądem. Rotor ze śmigłem nie porusza się prędzej od wody. Żeby kontrolować na bieżąco ekologiczny aspekt podwodnej turbiny, zainstalowano na niej kamerę rejestrującą zachowanie ryb w jej pobliżu. Sabella D03 jest prototypem zbudowanym w skali jeden do trzech.

Możemy się obyć bez groźnej dla środowiska ropy naftowej. Zastąpi ją czysty ocean

Będzie pracować od czterech miesięcy do pół roku. Jeśli próba wypadnie pomyślnie, firma Hydrohelix Energies zbuduje sześć podwodnych turbin, trzy razy większych od prototypu (każda z nich dostarczy 200 kilowatów). Zostaną rozlokowane przy brzegach Bretanii, na przykład w Raz de Sein, gdzie prąd płynie z prędkością 3,5 metra na sekundę, lub Iles d’Ouessant (4 metry na sekundę).

– Potencjał prądów morskich we Francji jest taki, że wykorzystując je, można uzyskać rocznie ponad 10 tys. gigawatów. Eksploatacja podwodnych „złóż energetycznych” wymaga u nas rozlokowania 5 tys. turbin. Jeden kilowat wytwarzanego przez nie prądu kosztowałby 0,03 euro, podczas gdy jeden kilowat taniego prądu z elektrowni atomowych kosztuje 0,028 euro – wyjaśnia dr Jean-Francois Daviau, specjalista z Hydrohelix Energies. W Europie wykorzystywanie siły prądów morskich do produkcji elektryczności planuje także hiszpański koncern Iberdrola i szkocki Pelamis. Angielski Lunar Energy rozpocznie latem bieżącego roku rozmieszczanie ośmiu turbin przy półwyspie St. David, każda wysokości 15 i długości 25 metrów.

Na świecie

Poza naszym kontynentem 300 podwodnych turbin u swoich wybrzeży zamierza zainstalować w 2015 roku Korea Południowa (koncern Hyundai). Testowa turbina o mocy 1 megawata zostanie zanurzona w marcu 2009 roku w cieśninie Wando Hoenggan. Próby z turbiną AquaBuOY prowadzi kanadyjski koncern Finavera.

Nowatorską technologią zainteresowane są władze San Francisco – istnieje projekt umieszczenia podwodnych turbin w cieśninie Golden Gate. – Nie chcę widzieć ani jednej platformy wiertniczej u wybrzeży Kalifornii, w produkcji elektryczności możemy się obyć bez ropy, zastąpi ją ocean – deklaruje burmistrz Gavin Newsom.

Zdaniem wielu amerykańskich naukowców, prądy i pływy morskie są w stanie generować więcej energii elektrycznej niż promienie słoneczne i wiatr. Specjaliści z Electric Power Research Institute w Palo Alto w Kalifornii obliczyli, że 10 proc. zapotrzebowania na elektryczność w USA można zaspokoić, wykorzystując energię fal, prądów i pływów.

Eksperyment z zasilaniem miasta w prąd wytwarzany z energii wody trwa w Nowym Jorku. W ramach projektu RITE – Roosevelt Island Tidal Energy – sześć prototypowych turbin umieszczono w ujściu East River. Ich śmigła obracają się 32 razy na minutę – taka prędkość, podobnie jak w przypadku prototypu francuskiego, nie zagraża rybom ani żadnym innym morskim stworzeniom.

Docelowo RITE przewiduje zainstalowanie 294 takich turbin zbudowanych przez Verdant Power Ltd. Ta podwodna „ferma prądowa” dostarczy elektryczności 8 tys. nowojorskich gospodarstw. Już w roku 2006 burmistrz Nowego Jorku Michael Bloomberg ogłosił, że dzięki nowej technologii ta metropolia zredukuje emisję gazów cieplarnianych o jedną trzecią.

Więcej informacji o projekcie Sabelle http://www.hydrohelix.fr

Najlepsze warunki do instalowania podwodnych turbin znajdują się na oceanicznych wodach przybrzeżnych, wszędzie tam, gdzie występują silne pływy, a jednocześnie do morza czy oceanu wpadają rzeki o silnym prądzie. Na akwenach wewnętrznych, takich jak Bałtyk czy Morze Śródziemne, pływy są minimalne. Jednak turbiny podwodne można będzie instalować także z dala od oceanów, na rzekach w głębi lądów, również z dala od ujścia, wszędzie tam, gdzie głębokość i prąd są wystarczające. W Polsce warunki takie występują m.in. w rzekach Pomorza, na Wiśle, Odrze, Sanie. Idealne do tego są np. wielkie rzeki Syberii, Chin czy kontynentów: Australii, Ameryki Północnej i Południowej

Źródło : Rzeczpospolita: Morze będzie wytwarzać prąd z prądu
Krzysztof Kowalski 10-04-2008

Energia elektryczna z pływów morskich

Energia elektryczna z prądów morskich

Reklamy

Zgazowania węgla

Źródło: Rzeczpospolita: Polscy naukowcy chcą, żeby węgiel palił się jeszcze pod ziemią
Barbara Cieszewska 04-12-2007

O pozyskiwaniu energii surowca bez wydobywania go na powierzchnię myślano w kraju już w latach 60. Teraz pomysł wrócił pod patronatem Brukseli

Zagazowanie węgla

Zgazowywanie to swego rodzaju kontrolowany pożar wywołany pod ziemią. Na powierzchnię wydobywany jest już tylko gaz (mieszanina tlenku węgla i wodoru), którego spalanie dostarcza energii.

Nad technologią zgazowywania węgla pod ziemią pracowano na świecie już na początku ubiegłego stulecia. Pierwsza eksperymentalna instalacja powstała w Anglii w 1912 r. Prace w niej zostały przerwane po wybuchu I wojny światowej. Większym zacięciem wykazali się Rosjanie, którzy badania nad technologią rozpoczęli w latach 30. XX w. Udało im się wykorzystać ją na skalę przemysłową. W Uzbekistanie jedna z instalacji działa już 50 lat. Technologię testowali Amerykanie.

W Polsce badania nad podziemnym zgazowywaniem węgla prowadzono w kopalni Mars w Zagłębiu Dąbrowskim w latach 60. Zarzucono je, ponieważ okazało się, że jest to technologia zbyt droga. Jednak dziś naukowcy ponownie zainteresowali się problemem. W ramach projektu HUGE pracują nad nim naukowcy z Głównego Instytutu Górnictwa. Badania finansuje Unia Europejska, a ściślej – Wspólnota Węgla i Stali. Na projekt przeznaczono 3 mln euro. Oprócz Polaków uczestniczą w nim naukowcy z Holandii, Wielkiej Brytanii i Niemiec.

GIG dysponuje wyjątkowym laboratorium doświadczalnym, jakim jest kopalnia Barbara służąca wyłącznie do celów naukowych.

Węgiel będzie zgazowywany w bardzo płytkim pokładzie, na głębokości 30 metrów pod ziemią, co niezupełnie odpowiada naturalnym warunkom. W przyszłości, kiedy technologia ta zostanie już opracowana, węgiel będzie zgazowywany w bardzo głęboko położonych pokładach, nawet poniżej 1 tys. metrów. Wykorzystywać się będzie także kopalnie już zlikwidowane, gdzie wciąż są jeszcze pokłady węgla, których nie opłacało się wydobywać klasycznymi metodami. Pokłady mogłyby być zgazowywane także ze względu na bezpieczeństwo. Im głębiej bowiem, tym większe zagrożenie wybuchami metanu i tąpnięciami.

Projekt HUGE przewidziano na dwa lata. Jeżeli wyniki będą pozytywne, technologia zostanie wdrożona w praktyce. Prawdopodobnie jednak nie nastąpi to wcześniej niż za dziesięć lat. Jest jednak wariant pesymistyczny. Amerykanie przeprowadzali podobne próby już w latach 80., zgazowując przy tym wiele tysięcy ton węgla, a mimo to dziś nie robią tego na skalę przemysłową. Może się więc okazać, że gra nie jest warta świeczki.

Sprawdźmy, czy paliwo z węgla jest opłacalne

Źródło: Rzeczpospolita
30.05.2006

Rozmowa z Markiem Ściążko, dyrektorem Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu

Rz: Do Narodowego Planu Rozwoju na lata 2007 – 2013 ma być wprowadzony zapis o wspieraniu produkcji paliw z węgla. Sejmowa Komisja Gospodarki próbuje tym zainteresować rząd. Czy to ma ekonomiczny sens?

MAREK ŚCIĄŻKO: Najpierw trzeba zrobić studium opłacalności, czyli sprawdzić, jakie koszty wiążą się z produkcją paliw z węgla i czego możemy po niej oczekiwać. Liczby, które przedstawiono niedawno sejmowej komisji, są mało wiarygodne. Zawsze jest tak, że gdy zaczyna brakować gazu i ropy albo rosną ich ceny, przyjaźniej zaczynamy patrzeć na węgiel. Choćby dlatego, że mamy go w Polsce pod dostatkiem. Przy czym bezdyskusyjny jest fakt, że jeśli gaz i ropa są dostępne po rozsądnych cenach, wtedy węgiel jest zawsze na samym końcu.

Na razie nie ma chętnych do inwestowania w zgazowanie węgla czy wytwarzanie z niego paliwa. Co wstrzymuje inwestorów?

Ogromne ryzyko. Poza tym zwróćmy uwagę, że w kraju zużywamy ok. 18 mln ton ropy rocznie. Aby uzyskać taką ilość paliwa, trzeba byłoby przerobić 100 mln ton węgla, a więc wszystko, co wydobywamy.

Dzisiaj potrafilibyśmy zbudować zakład, który mógłby przerobić ok. 6 mln ton węgla, co dałoby nam najwyżej 2 mln ton paliwa. Nie rozwiązałoby to naszych problemów. Zakład przerabiający paliwo musiałby pracować 20 lub nawet 30 lat, by zwróciły się poniesione nakłady. A co będzie, gdy za dwa – trzy lata ceny ropy zaczną znów spadać?

Jednak Amerykanie zbudowali u siebie zakład zgazowania węgla. Może więc warto iść ich śladem?

Instalacja w Bullah w Północnej Dakocie z początku lat 80. jeszcze do niedawna była dotowana przez rząd. Senat amerykański uchwalił dopłaty w wysokości 25 proc. ponoszonych kosztów. Produkuje się tam z węgla brunatnego syntetyczny gaz ziemny. Amerykanie wpinają się w rurociąg biegnący z Alaski i odbiorca nawet nie wie, że otrzymuje gaz z węgla. Kiedy byłem tam na początku lat 90., wciąż mieli ogromne problemy techniczne. Dopiero od paru lat, kiedy ceny paliw wzrosły, wykazują efektywność ekonomiczną. Ponadto od dwóch lat do kanadyjskich złóż ropy naftowej instalacja pompuje dwutlenek węgla, za który kompania naftowa płaci Amerykanom. Są to więc technologie, które zaczynają się opłacać dopiero wtedy, gdy zarabia się na czymś dodatkowo, nie tylko na samym gazie czy wytwarzanym z węgla paliwie. Dzisiejsze zachwyty nad tą metodą, że jest super i trzeba ją wprowadzić, powodują więc jedynie pewien szum informacyjny. Rzeczywistość jest bardziej skomplikowana. Zdecydowanie za wcześnie jest dzisiaj na podejmowanie w Polsce decyzji o jej wykorzystaniu.

Producenci węgla dowodzą opłacalności przerabiania go na paliwo. Produkcja litra paliwa ma kosztować 0,64 euro, czyli około 2,5 zł.

Na świecie są zaledwie trzy konsorcja, które opanowały technologię produkcji paliwa z węgla. Powstały grupy wielkich firm, jak np. UDE i Shell czy General Electric i Chevron Texaco. Nastąpiła więc konsolidacja wiedzy. Dotychczas General Electric oferował turbiny gazowe, ostatnio kupił prawa do technologii zgazowania węgla. W ostatnich dwóch latach podzielony został rynek technologii. Aby dzisiaj określić opłacalność przerobu węgla na paliwo, nie wystarczy oprzeć się na jakimkolwiek technicznym czy naukowym opracowaniu mówiącym o tym, jak ta technologia powinna wyglądać i ile kosztuje. Efektywność inwestycyjną takiego zakładu można ocenić po precyzyjnej analizie techniczno-ekonomicznej, ale dopiero po udostępnieniu danych przez te trzy konsorcja.

Jako przykład opłacalnej instalacji podaje się działającą w Sassol w Republice Południowej Afryki. Może powinniśmy kupić technologię w tym kraju?

To nie jest instalacja odpowiednia do warunków polskich. Inne są wymagania dotyczące samego węgla. My powinniśmy zastosować inne, współczesne technologie przeróbki. Wytwarzane tam są rzeczywiście paliwa silnikowe, czyli benzyna i olej napędowy, ale też wiele innych produktów chemicznych. Podejrzewam, że dzisiaj w Polsce to nie byłoby opłacalne. Są już technologie nowsze. RPA nie miała wtedy wyboru. Do produkcji paliw z węgla skłonił ją przymus ekonomiczny. Wprowadzono wobec tego kraju embargo za apartheid.

rozmawiała Barbara Cieszewska