Víz alatti turbinákban látja az energiatermelés jövőjét Skócia, és a projekt megvalósításának egy fontos mérföldkövéhez értek el. Az eredmények szerint könnyen lehet, hogy a víz áramlásának erejét kihasználó technológia elterjed majd a tengerparti országokban.

A kozmikus eredetű árapály jelenség hatalmas víztömeget mozgat a világóceánban. Ezt a mozgási energiát már a XVIII. századtól használja az emberiség malomkerekek meghajtására. Norvégiában novemberben adtak át egy víz alatti erőművet, amely a dagály és az apály erejét alakítja át villamos energiává.

Víz alatti turbinákban látja az energiatermelés jövőjét Skócia, és a projekt megvalósításának egy fontos mérföldkövéhez értek el. Véget ért ugyanis az a tesztsorozat, amivel egy Eday-sziget melletti helyszínen telepített turbina hatékonyságát vizsgálták. Az eredmények szerint könnyen lehet, hogy a víz áramlásának erejét kihasználó technológia elterjed majd a tengerparti országokban.

A 30 méter magas, egy megawatt teljesítményű, Hammerfest Strom HS1000 típusjelű turbina működési elve nagyban hasonlít a szárazföldi szélerőművekéhez, csak a víz alatt a légmozgás helyett a tenger áramlása biztosítja a lapátok forgatását. Érdekes részlet, hogy a lapátok az áramlás irányának változásakor képesek eredeti állapotukhoz képest 180 fokkal elfordulni, így a működés folyamatossága könnyedén biztosítható. A turbina nemcsak az energia megtermelésének módja miatt környezetbarát, hanem azért is, mert felszerelése a lehető legkisebb mértékben befolyásolja a környezetét – a tengerfenékre süllyesztett szerkezetet ballasztok tartják a helyén, és a nem mozgó alkatrészeken az élővilág is megtelepedhet.

A sikeres teszt után a próbaváltozat továbbra is a helyén marad és működik, sőt az általa megtermelt energiát már fel is használja a közeli település lakóközössége és ipara. A biztató eredmények alapján Keith Anderson, a skóciai megújuló energiára építő erőművekért felelős cég vezetője nagyobb, akár 10 megawattos telepek építésében gondolkozik.

Kihasználatlan energia

Az árapályerőművek annak ellenére nincsenek a megújuló energiás kutatások középpontjában, hogy van egy nagy előnyük a nap- vagy szélenergiára építő megoldásokkal szemben: sokkal jobban tervezhető. Az ilyen típusú erőművek az elsősorban az előre kiszámítható holdfázistól függő árapályt használják ki, sokkal stabilabb termelést biztosítanak, mint az esetleges szélre és napsütésre építő telepek. A skót kormány egy most kiadott jelentés szerint tarthatónak látja, hogy 2030-ig az ország elektromosáram-szükségletét 100 százalékban megújuló energiaforrásokból fedezze.

A projektek célja a Föld egyik utolsó, eddig szinte nem használt energiaforrásának kiaknázása. Szakértői becslések szerint az óceánok áramlási energiája évente 450 terawattórára tehető, ami negyven nagy atomerőmű teljesítményének felel meg. Ez az energia máig jóformán kihasználatlan, hiszen az árapály erejével csak kevés helyen termelnek áramot. Ezek egyike a bretagne-i partoknál, Saint Malo előtt működik, ahol a világ legnagyobb, 240 megawattos árapályerőművét 1967-ben adták át. A probléma leginkább az eddigi koncepcióval volt. A Saint Malo-i erőművet például egy hatalmas gát alkotja, és az ezen átkényszerülő víz hajtja a turbinákat. Ilyen elrendezést azonban csak három méternél nagyobb vízszintkülönbségnél éri meg telepíteni, ilyen helyszín viszont alig harminc van az egész világon.

Az MCT számításai szerint viszont a vízalatti propellerekhez árapály sem kell, akár már a puszta áramló víz is elegendő, ha a sebessége eléri a nyolc kilométert óránként. A cég szerint csak a brit partok mentén harminchat ilyen adottságú hely található. Az energia várhatóan 8-14 eurocentes (20,6-36,1 forintos) kilowattóránkénti költsége azonban túl magas. A hagyományos forrásokból származó energia egységnyi ára 2,5 eurocent (6,4 forint), a szélenergiáért 9,1 eurocentet (23,5 forint) garantálnak az alternatív energiaforrásokat támogató országokban.

Víz alatti erőmű indult Norvégiában is

Norvégia sarkvidéki részén egyes házaknak már egy új tengeralatti árapály-erőmű adja az energiát. A világon először náluk kapcsoltak be ilyen erőműből származó áramot a villamos hálózatba. Hammerfest város közelében egy tengeri csatornában az árapályáramlat, amelyet a Holdnak a Földre gyakorolt gravitációs vonzása okoz, meghajtja a tengerfenékre rögzített turbina tízméteres lapátjait, hogy villamos energiát fejlesszen a helyi elektromos hálózat részére. A prototípus egy vízalatti szélmalomhoz hasonlít és évente 700 ezer kilowattóra nem szennyező energiát termel majd, ami elegendő körülbelül 30 ház világításához és fűtéséhez.

A Kvalsund csatornában lévő erőmű, amely 80 millió koronába került, aprócska hozzájárulás az üvegházhatás elleni küzdelemhez, mivel nem olyan fosszilis fűtőanyagoktól függ, mint amilyen a kőolaj és a földgáz, amelyeket felelőssé tesznek a globális felmelegedésért. Dagály idején körülbelül 12 órán át másodpercenként mintegy 2,5 méteres sebességgel áramlik a víz a Kvalsund csatornán keresztül, a csúcson megáll, aztán irányt változtat. Ekkor a turbinalapátok is automatikusan fordulnak.

Korábban már építettek árapály erőműveket Franciaországban, Kanadában és Oroszországban, amelyek dagálykor duzzasztógáttal összegyűjtötték a vizet mesterséges lagúnákban. Amikor jön az apály, a gravitációs erő átviszi a vizet a turbinákon és villamos áramot termel. Az ilyen duzzasztógátak azonban megzavarhatják az állatok és a növények élőhelyét a folyótorkolatokban és a tengerpartok mentén. Az árapály áramlatok segítségével működő turbinák viszont csendesek és nem láthatóak a felszínről: a halak, bálnák, fókák körbe tudják úszni őket anélkül, hogy elpusztulnának. Hátrányt jelentenek viszont a magas költségek. A Hammerfest Stroem becslése szerint egy kilowattóra körülbelül 0,3 koronába fog kerülni, ami háromszor annyi, mint egy tipikus vízerőműnél Norvégiában.

A karbantartás is problémákat okozhat, mert búvároknak kell lemenni a tengerfenékre. A hasonló kísérletek tengeralatti árapály áramlati erőművekkel Ausztráliától Nagy-Britanniáig nem érték el azt a szakaszt, hogy ezek az erőművek áramot adtak volna az országos hálózatba. A Statoil norvég olajcsoport, az ABB svájci-svéd műszaki csoport és a helyi norvég szolgáltatók partnerek a Hammerfest Stroem vállalkozásában. "Tapasztalatokat szeretnénk szerezni ebből, hogy megpróbáljunk magunk is zöld villamos áramot előállítani" - jelentette ki Hanne Lekva, a Statoil szóvivője.

Az elvet már régóta ismerjük

Az árapály-energia megcsapolásának technológiáját Európában már a XVIII. században kidolgozták. Akkor jelentek meg a kontinens partvidékén az első árapálymalmok. Ezeknél a dagálykor érkező hullámokat nyitott zsilipeken keresztül tározókba vezették, majd az ár maximumánál a zsilipkaput bezárták. Apálykor a vizet ráeresztették a malomkerékre. Hasonló elven működik az az erőmű is, amelyet 1960-ban Franciaországban St. Malónál építettek. Itt egy 24 turbinát magában foglaló gátat emeltek a Rance folyó tölcsértorkolatára. A zsilipek üzemeltetői megvárják, amíg a gát tenger felőli oldalán a vízszint 1,5 méterrel a másik oldal fölé emelkedik, majd átengedik a vizet az áramtermelő turbinákon. Amikor az ár visszahúzódik, a turbinák lapátjai ellentétes irányba forognak, így a visszaáramló víz is áramot termel. A 240 megawattos teljesítményű erőmű egy közepes város energiaigényét képes biztosítani. Az ilyen hatalmas létesítmények mégsem terjedtek el, mivel túlságosan sokba kerülnek, csak kevés hely alkalmas rá, hogy viszonylag olcsón építsenek ott árapályerőművet.

Forrás: richpoi.com