Skoki cen energii po zakłóceniach dostaw ropy na Bliskim Wschodzie przypomniały, jak silnie wiele krajów zależy od paliw kopalnych. Jednocześnie globalne zapotrzebowanie na energię elektryczną ma niemal się potroić do 2050 r.
Energetyka wiatrowa i słoneczna pozostaną podstawą transformacji. Problem w tym, że obie zależą od pogody. Turbiny wiatrowe stoją przy bezwietrznej pogodzie, a panele fotowoltaiczne produkują mniej energii przy zachmurzeniu i w ogóle nie działają w nocy.
To właśnie ta zmienność sprawia, że rośnie zainteresowanie źródłami bardziej przewidywalnymi. Jedno z nich znajduje się pod powierzchnią oceanu. Energia pływów nie zależy od pogody, tylko od grawitacji Księżyca i Słońca, co pozwala prognozować jej produkcję z dużą dokładnością.
Turbiny pływowe jak wiatraki pod wodą
Turbiny pływowe działają na podobnej zasadzie jak turbiny wiatrowe, ale zamiast powietrza wykorzystują ruch wody. Prądy pływowe, które w wielu miejscach świata zmieniają kierunek dwa razy dziennie, napędzają łopaty turbin umieszczonych na dnie morskim.
Wytworzona energia trafia na ląd kablami poprowadzonymi po dnie. Kluczową różnicą w porównaniu z wiatrem i słońcem jest przewidywalność. Cykl pływów można obliczyć z wyprzedzeniem nawet na wiele lat.
Rządy zaczynają to dostrzegać. Wielka Brytania i Francja planują zainstalować co najmniej 400 megawatów mocy w turbinach pływowych w ciągu najbliższej dekady. To poziom wystarczający, by zasilić miasta wielkości Leeds czy Amsterdamu.
Inne kraje, w tym Kanada, USA, Chiny i Japonia, również rozwijają tę technologię, choć na razie na mniejszą skalę. W wielu przypadkach są to projekty pilotażowe, które mają sprawdzić opłacalność i trwałość instalacji w trudnym środowisku morskim.
Ile energii można realnie uzyskać
Jedno z kluczowych pytań brzmi: ile energii z pływów da się faktycznie wykorzystać. Nowe badania, prowadzone przez zespół międzynarodowy, wskazują ponad 400 potencjalnych lokalizacji w 19 krajach.
Naukowcy rozróżniają trzy poziomy potencjału. Pierwszy to zasób teoretyczny, czyli całkowita energia zawarta w ruchu wody. Drugi to zasób techniczny, czyli część, którą można pozyskać przy użyciu dostępnych technologii. Trzeci to zasób praktyczny, uwzględniający ograniczenia takie jak żegluga, rybołówstwo czy ochrona środowiska.
W praktyce wykorzystać można tylko niewielką część energii. Szacunki mówią o 1 do 20 proc. zasobu teoretycznego. To ograniczenie wynika zarówno z technologii, jak i z konieczności współdzielenia przestrzeni morskiej z innymi użytkownikami.
Mimo tego potencjał pozostaje znaczący. W 90 najlepiej przebadanych lokalizacjach turbiny pływowe mogłyby produkować około 110 terawatogodzin energii rocznie. To poziom odpowiadający rocznemu zużyciu energii w Portugalii.
Największe zasoby w kilku miejscach
Badania pokazują też, że energia pływów jest silnie skoncentrowana geograficznie. Ponad połowa globalnego potencjału znajduje się w zaledwie sześciu lokalizacjach.
Do najważniejszych należą Pentland Firth między Szkocją a Orkadami, Alderney Race między Wyspami Normandzkimi a Francją oraz Minas Passage w Kanadzie, znane z jednych z najwyższych pływów na świecie. Wśród kluczowych obszarów są też dwa regiony Alaski: Chatham Strait i Cook Inlet.
Na poziomie państw największe zasoby mają USA, Wielka Brytania, Nowa Zelandia, Kanada, Chiny i Indonezja. W niektórych z nich, jak Wielka Brytania czy Indonezja, energia pływów mogłaby pokryć co najmniej 10 proc. obecnego zapotrzebowania na energię elektryczną.
W większych gospodarkach, takich jak USA czy Chiny, udział ten byłby mniejszy, ale nadal znaczący w wartościach bezwzględnych. To oznacza, że technologia może być szczególnie istotna jako uzupełnienie miksu energetycznego, a nie jego fundament.
Problem odległości i kosztów
Najlepsze lokalizacje mają jedną wspólną cechę: często znajdują się daleko od dużych ośrodków miejskich. To poważne wyzwanie, bo energia musi zostać przesłana na duże odległości.
Budowa infrastruktury przesyłowej na morzu i na lądzie jest kosztowna i technicznie złożona. To jeden z czynników, który ogranicza realne wykorzystanie dostępnego potencjału.
Dodatkowo turbiny pływowe najlepiej działają w wąskich cieśninach i między wyspami, gdzie duże masy wody są "przepychane" przez ograniczoną przestrzeń. W takich miejscach konieczne są szczegółowe badania dna morskiego i lokalnych prądów.
W wielu regionach świata takich danych wciąż brakuje. Dotyczy to m.in. Norwegii, Korei Południowej czy Filipin. To oznacza, że obecne szacunki mogą jeszcze wzrosnąć wraz z lepszym rozpoznaniem warunków lokalnych.
Stabilne źródło w niestabilnym systemie
Nowe analizy w dużej mierze potwierdzają wcześniejsze prognozy Komisji Europejskiej, która zakłada rozwój mocy pływowych do poziomu 8 gigawatów w Europie. Globalne prognozy sięgające ponad 100 gigawatów pozostają jednak niepewne bez lepszych danych i dokładniejszych analiz.
Największą zaletą energii pływów nie jest jednak sama skala, lecz przewidywalność. W systemie energetycznym opartym coraz bardziej na źródłach zależnych od pogody stabilne, łatwe do prognozowania źródło energii może mieć znaczenie większe, niż sugeruje jego udział procentowy.
Turbiny podwodne nie zastąpią wiatraków ani paneli słonecznych. Mogą jednak wypełnić lukę tam, gdzie potrzebna jest regularność dostaw. W praktyce oznacza to energię, którą można zaplanować nie na godziny, ale na lata.
