Energía marina

La energía marina (también denominada a veces energía oceánica, marítima o hidrocinética) se refiere a la energía transportada por las olas del océano, las mareas, la salinidad y las diferencias de temperatura del océano. El movimiento del agua en los océanos del mundo crea una gran reserva de energía cinética o energía en movimiento. Parte de esta energía se puede aprovechar para generar electricidad para los hogares, el transporte y las industrias.

El término energía marina abarca tanto la energía de las olas, es decir, la energía de las olas superficiales, como la energía de las mareas, es decir, obtenida de la energía cinética de grandes masas de agua en movimiento. La energía eólica marina no es una forma de energía marina, ya que la energía eólica se deriva del viento, incluso si las turbinas eólicas se colocan sobre el agua.

Los océanos tienen una enorme cantidad de energía y están cerca de muchas, si no de la mayoría, de las poblaciones concentradas. La energía oceánica tiene el potencial de proporcionar una cantidad sustancial de nueva energía renovable en todo el mundo.

Potencial mundial

Existe el potencial para desarrollar de 20 000 a 80 000 teravatios-hora por año (TWh/y) de electricidad generada por cambios en la temperatura del océano, contenido de sal, movimientos de mareas, corrientes, olas y oleaje

Indonesia, como país archipelágico con tres cuartas partes del área es océano, tiene 49 GW de energía oceánica potencial reconocida y tiene 727 GW de energía oceánica potencial teórica.

Formas de energía del océano

Los océanos representan una fuente de energía enorme y en gran parte sin explotar en forma de ondas superficiales, flujo de fluidos, gradientes de salinidad y diferencias térmicas.

El desarrollo de energía marina e hidrocinética (MHK) o marina en aguas estadounidenses e internacionales incluye proyectos que utilizan los siguientes dispositivos:

• Convertidores de energía undimotriz en áreas costeras abiertas con olas significativas;
• Turbinas mareomotrices colocadas en zonas costeras y estuarinas;
• Turbinas en la corriente en ríos de rápido movimiento;
• Turbinas de corriente oceánica en áreas de fuertes corrientes marinas;
• Convertidores de energía térmica oceánica en aguas tropicales profundas.

Potencia de corriente marina

Las fuertes corrientes oceánicas se generan a partir de una combinación de temperatura, viento, salinidad, batimetría y la rotación de la Tierra. El Sol actúa como la principal fuerza impulsora, provocando vientos y diferencias de temperatura. Debido a que solo hay pequeñas fluctuaciones en la velocidad de la corriente y la ubicación de la corriente sin cambios en la dirección, las corrientes oceánicas pueden ser lugares adecuados para desplegar dispositivos de extracción de energía, como turbinas.

Las corrientes oceánicas son fundamentales para determinar el clima en muchas regiones del mundo. Si bien se sabe poco sobre los efectos de eliminar la energía de las corrientes oceánicas, los impactos de eliminar la energía de las corrientes en el entorno de campo lejano pueden ser una preocupación ambiental significativa. Todavía existen los problemas típicos de la turbina con el golpe de las palas, el enredo de organismos marinos y los efectos acústicos; sin embargo, estos pueden verse magnificados debido a la presencia de poblaciones más diversas de organismos marinos que utilizan las corrientes oceánicas con fines migratorios. Las ubicaciones pueden estar más lejos de la costa y, por lo tanto, requieren cables de alimentación más largos que podrían afectar el entorno marino con salida electromagnética.

Poder osmótico

En la desembocadura de los ríos, donde el agua dulce se mezcla con el agua salada, la energía asociada con el gradiente de salinidad se puede aprovechar mediante el proceso de ósmosis inversa retardada por presión y las tecnologías de conversión asociadas. Otro sistema se basa en el aprovechamiento de surgencias de agua dulce a través de una turbina sumergida en agua de mar, y también se encuentra en desarrollo otro de reacciones electroquímicas.

Se llevaron a cabo importantes investigaciones entre 1975 y 1985 y arrojaron varios resultados con respecto a la economía de las plantas PRO y RED. Es importante tener en cuenta que las investigaciones a pequeña escala sobre la producción de energía de salinidad se llevan a cabo en otros países como Japón, Israel y los Estados Unidos. En Europa la investigación se concentra en Noruega y Holanda, en ambos lugares se prueban pequeños pilotos. La energía del gradiente de salinidad es la energía disponible a partir de la diferencia en la concentración de sal entre el agua dulce y el agua salada. Esta fuente de energía no es fácil de entender, ya que no se presenta directamente en la naturaleza en forma de calor, cascadas, viento, olas o radiación.

Energía térmica oceánica

El agua normalmente varía en temperatura desde la superficie calentada por la luz solar directa hasta mayores profundidades donde la luz solar no puede penetrar. Este diferencial es mayor en aguas tropicales, lo que hace que esta tecnología sea más aplicable en lugares acuáticos. Un fluido a menudo se vaporiza para impulsar una turbina que puede generar electricidad o producir agua desalinizada. Los sistemas pueden ser de ciclo abierto, de ciclo cerrado o híbridos.

Energía de las mareas

La energía de masas de agua en movimiento: una forma popular de generación de energía hidroeléctrica. La generación de energía mareomotriz comprende tres formas principales, a saber: energía de corriente de marea, energía de barrera de marea y energía de marea dinámica.

Energía ondulatoria

La energía solar del Sol crea diferenciales de temperatura que dan como resultado el viento. La interacción entre el viento y la superficie del agua crea olas, que son más grandes cuanto mayor es la distancia para que se formen. El potencial de energía de las olas es mayor entre los 30° y los 60° de latitud en ambos hemisferios en la costa oeste debido a la dirección global del viento. Al evaluar la energía de las olas como un tipo de tecnología, es importante distinguir entre los cuatro enfoques más comunes: boyas absorbentes puntuales, atenuadores de superficie, columnas de agua oscilantes y dispositivos de rebose.

El sector de la energía de las olas está alcanzando un hito importante en el desarrollo de la industria, y se están dando pasos positivos hacia la viabilidad comercial. Los desarrolladores de dispositivos más avanzados ahora están progresando más allá de los dispositivos de demostración de una sola unidad y están procediendo al desarrollo de matrices y proyectos de megavatios múltiples. El respaldo de las principales empresas de servicios públicos ahora se manifiesta a través de asociaciones dentro del proceso de desarrollo, lo que desbloquea más inversiones y, en algunos casos, cooperación internacional.

A un nivel simplificado, la tecnología de energía de las olas se puede ubicar cerca de la costa y en alta mar. Los convertidores de energía de las olas también se pueden diseñar para funcionar en condiciones específicas de profundidad del agua: aguas profundas, aguas intermedias o aguas poco profundas. El diseño fundamental del dispositivo dependerá de la ubicación del dispositivo y de las características previstas del recurso.

Desarrollo de la energía marina

El Reino Unido está a la vanguardia en la generación de energía undimotriz y mareomotriz (marina). La primera instalación de prueba de energía marina del mundo se estableció en 2003 para impulsar el desarrollo de la industria de la energía marina en el Reino Unido. Con sede en Orkney, Escocia, el Centro Europeo de Energía Marina (EMEC) ha respaldado el despliegue de más dispositivos de energía undimotriz y mareomotriz que en cualquier otro lugar del mundo. El centro se estableció con alrededor de £ 36 millones de fondos del gobierno escocés, Highlands and Islands Enterprise, Carbon Trust, el gobierno del Reino Unido, Scottish Enterprise, la Unión Europea y el Consejo de las Islas Orkney, y es el único centro de pruebas de olas y mareas acreditado para energías renovables marinas en el mundo,

Los clientes que han probado en el centro incluyen Aquamarine Power, AW Energy, Pelamis Wave Power, Seatricity, ScottishPower Renewables y Wello en el sitio de olas, y Alstom (anteriormente Tidal Generation Ltd), ANDRITZ HYDRO Hammerfest, Kawasaki Heavy Industries, Magallanes, Nautricity, Open Hydro, Scotrenewables Tidal Power y Voith en el sitio de mareas.

Liderando el proyecto FORESEA (Finding Ocean Renewable Energy through Strategic European Action) de 11 millones de euros, que brinda apoyo financiero a los desarrolladores de tecnología de energía oceánica para acceder a las instalaciones de prueba de energía oceánica líderes en Europa, EMEC dará la bienvenida a una serie de clientes de olas y mareas a su cartera para la prueba en el sitio.

Más allá de las pruebas de dispositivos, EMEC también brinda una amplia gama de servicios de consultoría e investigación, y está trabajando en estrecha colaboración con Marine Scotland para optimizar el proceso de consentimiento para los desarrolladores de energía marina. EMEC está a la vanguardia en el desarrollo de estándares internacionales para la energía marina y está forjando alianzas con otros países, exportando su conocimiento alrededor del mundo para estimular el desarrollo de una industria global de energías renovables marinas.

Efectos ambientales

Las preocupaciones ambientales comunes asociadas con los desarrollos de energía marina incluyen:

• el riesgo de que los mamíferos marinos y los peces sean golpeados por las palas de las turbinas mareomotrices
• los efectos de los campos electromagnéticos y el ruido submarino emitido por el funcionamiento de dispositivos de energía marina
• la presencia física de proyectos de energía marina y su potencial para alterar el comportamiento de mamíferos marinos, peces y aves marinas con atracción o evitación
• el efecto potencial en el entorno marino de campo cercano y lejano y en procesos como el transporte de sedimentos y la calidad del agua

La base de datos Tethys brinda acceso a literatura científica e información general sobre los posibles efectos ambientales de la energía marina.