Благодаря своему уникальному расположению, Оркнейские острова, расположенные в самой северной точке Шотландии, имеют привилегию наблюдать за силой океана с близкого расстояния. На западном побережье волны беспощадно бьют о берег. Более того, сложная сеть каналов островов способствует впечатляющему обмену между Северной Атлантикой и Северным морем. Приливы с силой перемещают огромное количество воды через эти проходы дважды в день, создавая интригующий танец между Раузей, Уэстреем, Эдеем и многими другими островами.
Как страстный геймер, интересующийся возобновляемыми источниками энергии, я не могу не удивиться тому, что Европейский центр морской энергии (EMRC) решил обосноваться именно здесь. Эта уважаемая организация, получившая мировое признание за свои достижения в области технологий использования энергии волн и приливов, выбрала Оркнейские острова в качестве своей базы. Причина? Он предлагает не один, а два исключительных объекта для испытаний как волновой, так и приливной энергии, что делает его идеальным местом для инноваций и прогресса в этой области.
В Биллиа-Кру, на западном побережье крупнейшего острова Оркнейских островов, находится станция испытаний энергии волн EMEC. В спокойный весенний день Лиза Маккензи, менеджер по маркетингу и коммуникациям EMEC, смотрела с этого места на серую воду. Она рассказала, что обычно они сталкиваются с волнами высотой около 2–3 метров или примерно от 6,5 до 10 футов. Однако в суровых зимних условиях были зафиксированы волны высотой более 20 метров или более 65 футов.
С того места, где я стою, пейзаж совершенно лишен деревьев и разрушен ветром. Направляясь на запад, вы увидите не что иное, как Канаду.
Основанная в 2003 году по предложению Комитета по науке и технологиям Великобритании (ранее известного как Комитет по науке и технологиям Палаты общин, теперь называемого Комитетом по науке, инновациям и технологиям), EMEC накопила около 53 миллионов долларов государственного финансирования. Заметный вклад в его финансы вносят Европейский Союз, правительство Великобритании, правительство Шотландии и Совет Оркнейских островов. Более двадцати корпораций использовали инфраструктуру EMEC, а здесь прошло тестирование больше преобразователей энергии океана, чем на любом другом объекте в мире.
Будучи геймером, исследующим виртуальный мир возобновляемых источников энергии, я обнаружил объект Billia Croo еще в 2004 году. Расположенный на земле, взятой взаймы у местного фермера, это место является домом для интригующей установки. Ряд зеленых мусорных контейнеров с трансформерами, длиной с компактные автомобили, окружает край парковки. Центр управления, скромная хижина с каменными стенами, органично сливается с окружающей средой и содержит сложное электронное коммутационное оборудование.
Волны и ветры не всегда неизменны; вместо этого им присуща изменчивость. Ветер служит инициатором, передавая энергию океану, которая затем проявляется в виде волн в более длительном периоде времени. По мнению Маккензи, волны представляют собой остаточный эффект ветра.
Один из методов использования энергии океана предполагает использование энергии волн. Другой подход – использовать энергию приливов. Среди этих двух альтернатив энергия приливов более устойчива из-за предсказуемых приливов и отливов, вызванных гравитационными силами Луны и Солнца.
Как ярый сторонник возобновляемых источников энергии, я рад сообщить, что EMEC (Европейский центр морской энергии) управляет подключенным к сети полигоном для испытаний приливной энергии, расположенным у южной оконечности Эдея. Недавно я имел удовольствие поговорить с Маккензи, и он поделился некоторыми интересными идеями. Он упомянул, что во время пиковых приливов скорость течения превышает 4 метра в секунду, что соответствует примерно 8 узлам. Проще говоря, это означает, что более полумиллиарда тонн воды проносится через территорию каждый час в период пика! Разве не удивительно, сколько энергии извлекается из океанских приливов?
По словам Маккензи, волны — это последствия ветра.
Последовательность этого потока значительно более надежна, чем альтернативы, такие как энергия ветра или солнца, которым часто мешают штиль или облачность. По словам Маккензи, мы можем предвидеть возможности приливной энергии на 200 лет вперед. Следовательно, мы можем определить количество энергии, которое можно получить от приливов за тот же период времени.
Я совершенно очарован огромной энергией, скрытой в океанах нашей планеты. Увлекательное исследование 2021 года, опубликованное в Proceedings of the Royal Society A, показало, что энергия приливных потоков потенциально может удовлетворить поразительные 11% годовой потребности Великобритании в электроэнергии. Ocean Energy Europe, ведущая в мире сеть профессионалов в области энергетики океана, возглавляемая Реми Грюэ, страстно разделяет это мнение, называя энергию океана «самым многообещающим и в настоящее время неиспользованным источником возобновляемой энергии на Земле».
Как геймер, я часто размышлял о возможности получения энергии из воды экономически выгодным способом. В конце концов, я своими глазами видел величие объектов приливной и волновой энергетики, таких как EMEC и объекты на Оркнейских островах. Тем не менее, несмотря на десятилетия исследований и испытаний на этих объектах, не говоря уже о более мелких проектах по всему миру, было создано лишь несколько коммерческих волновых и приливных электростанций. Эти станции едва ли вносят заметный вклад в глобальную круговую диаграмму производства энергии. Даже на прогрессивных Оркнейских островах, где поиск энергии океана находится на переднем крае, энергия волн и приливов по-прежнему составляет лишь малую часть общего энергопотребления островов.
«Мы можем предсказать, сколько энергии можно будет получить от приливов через 200 лет».
Примечательно, что энергия волн и приливов отстает в развитии от других видов возобновляемой энергии. По словам Кэрри Шмаус, менеджера по технологиям морской энергетики в Управлении гидроэнергетических технологий Министерства энергетики США, «мы еще довольно далеки от достижения того уровня развития, который мы наблюдаем в ветровых или солнечных технологиях».
Как ярый сторонник этой технологии, я твердо верю, что океан обладает огромным потенциалом как почти неисчерпаемый источник энергии. Все, что для этого требуется, — это необходимые инвестиции и приверженность правительств для ускорения его развития. На мой взгляд, под волнами спрятан кладезь энергии, ожидающий, чтобы его использовали. Реальный вопрос заключается в том, сколько мы готовы инвестировать, чтобы раскрыть этот огромный энергетический резерв. — Эндрю Скотт, генеральный директор Orbital Marine Power Ltd.
Мощность океанов неоспорима: потенциал приливных течений оценивается примерно в 1200 триллионов ватт-часов в год, тогда как энергия волн еще более обильна и составляет почти 30 000 триллионов ватт-часов в год. Теоретически это изобилие могло бы в десять раз покрыть потребности человечества в энергии.
С точки зрения геймера, привлекательность энергии приливов и волн неоспорима, но путь к широкому распространению не лишен проблем. Первым препятствием являются огромные затраты на широкомасштабное распространение технологии. К этому добавляются бюрократические препятствия и экологические проблемы, такие как потенциальное воздействие на рыбу и морских млекопитающих. В частности, в отношении приливной энергии необходимо учитывать географические ограничения. Кроме того, растет беспокойство по поводу того, что повышение уровня моря может существенно изменить океанские течения, что потенциально повлияет на существующие или планируемые приливные энергетические установки. В исследовании, опубликованном в журнале Renewable and Sustainable Energy Reviews в 2022 году Даниалом Ходжастехом и его командой, подчеркивается важность тщательного планирования при рассмотрении схем приливной энергетики в устьях рек.
Как страстный сторонник развития возобновляемых источников энергии, я не могу не подчеркнуть важность вопросов затрат в этой области. По словам Брайана Поладжи, профессора машиностроения Вашингтонского университета, расходы, связанные с использованием энергии приливов и волн, действительно снижаются. Однако снижение затрат на ветровую и солнечную энергетику происходит еще более быстрыми темпами. Следовательно, приливная и волновая энергетика может восприниматься как процветающая, так и отстающая в этой конкурентной среде.
«Эти технологии могут не получить существенного распространения в нашем энергетическом секторе до тех пор, пока их стоимость не станет конкурентоспособной по сравнению с другими методами генерации, либо за счет естественной доступности, либо за счет субсидий», — пояснил Полагье. «Однако я верю, что они обладают потенциалом длительного воздействия на наши энергетические системы в долгосрочной перспективе».
В офисе гидроэнергетических технологий Шмаус объяснил, что энергия волн и приливов представляет собой растущий сектор в энергетической отрасли. Подобные чувства выразили и другие, опрошенные для этой статьи. Для контекста она рассказала о первых днях развития ветроэнергетики, когда проводились обширные эксперименты с различными конструкциями турбин. Далее она продемонстрировала, как эта технология в конечном итоге возникла и привела к созданию широко известных трехлопастных ветряных турбин. Однако морская энергетика все еще находится на концептуальной стадии. Технологическое разнообразие огромно, а конвергенция, которая характеризует зрелые отрасли, еще не произошла.
Сторонники этой технологии рассматривают океан как практически безграничный источник энергии, ожидающий, чтобы его использовали.
Она отметила, что одна из целей ее команды — получить представление об экспериментальных проектах скромного размера, расширить эти проекты и, в конечном итоге, снизить затраты. Это расширение — именно то, к чему стремится Орбитальный морской пехотинец Скотта на Оркнейских островах. Они являются новаторами генератора энергии приливного потока O2, самого надежного устройства такого типа в мире, расположенного у Падения Варнесса, к югу от Эдея, и подключенного к сети через испытательный полигон EMEC для приливной энергии. (Маккензи назвал это «одним из наших самых впечатляющих достижений»). O2 представляет собой конструкцию длиной 240 футов, напоминающую подводную лодку, но остающуюся над водой, с двумя подводными рукавами, каждый из которых несет двухлопастную турбину. Весной прошлого года в просторном выставочном зале на ежегодной конференции All-Energy в Глазго, а затем по электронной почте Скотт выразил свои надежды на компанию и обещание получить энергию приливных потоков. Orbital Marine намерена в ближайшие годы установить на объекте Fall of Warness еще шесть турбин и, в конечном итоге, возможно, еще дюжину.
Как опытный геймер, я столкнулся с изрядной долей сложных технических препятствий в мире подводной робототехники. Разработка оборудования, способного выдерживать суровые условия морской воды в течение длительного времени, оказалась весьма сложной задачей. За прошедшие годы я столкнулся с множеством непрактичных предложений, и временами это казалось фарсом. Поскольку энергия ветра набирает обороты, некоторые считали, что смогут легко повторить ее успех под водой. Однако, размышляя о своем опыте, я не могу не вспомнить, что подводное царство представляет собой уникальные проблемы, которые невозможно просто воспроизвести с поверхности.
Он добавил: «Некоторые могут предложить просто «мариновать» его для достижения успеха в приливно-отливных приложениях. Но такое представление является слишком упрощенным».
Я рад сообщить, что мы добились значительных успехов в преодолении многих первоначальных препятствий, о которых я упоминал. В настоящее время O2 обеспечивает примерно 10% потребности Оркнейских островов в электроэнергии, чего достаточно для обеспечения электроэнергией около 2000 домов. Учитывая низкую плотность населения островов и обильные ресурсы ветровой энергии, Оркнейские острова производят больше энергии, чем потребляется на местах. Следовательно, острова вносят чистый вклад в энергосистему Великобритании, причем часть этой избыточной энергии поступает из O2.
Как геймер, погруженный в мир возобновляемых источников энергии, я могу сказать, что не все районы могут похвастаться такими необычайными приливными потоками, как на Оркнейских островах. Тем не менее, эта уникальная черта предлагает исключительные возможности. Учитывая, что плотность воды в 800 раз выше, чем у воздуха, она превращается в высококонцентрированный источник возобновляемой энергии, когда она присутствует.
В разных местах приливы имеют разную степень силы. Однако на берегах океана вы встретите волны. В Исследовательском центре энергии океана FloWave, расположенном в Эдинбургском университете, команда Mocean Energy провела испытания плавающего преобразователя энергии волн внутри большого резервуара диаметром 80 футов. Лопасти, окружающие резервуар, генерируют волны, имитирующие морские условия.
Как страстный геймер и начинающий инженер, я слежу за захватывающими разработками в области технологий использования волновой энергии. До сих пор не существует однозначного метода извлечения энергии из океанских волн – аналогично тому, как различаются конструкции приливных турбин. Mocean Energy входит в число компаний-пионеров в этой области, тестируя конструкцию с простым электрическим генератором, который преобразует кинетическую энергию волн в электричество.
«Люди говорили: «Просто пойдите и «маринуйте» его, и он будет столь же успешен и в приливно-отливных целях. Это было так наивно».
В настоящее время инвестиции и коммерциализация энергии волн и энергии приливов отстают от энергии ветра. Однако Ретцлер отмечает, что со временем это неравенство может сократиться. «Ветроэнергетический сектор действительно добился замечательных успехов, — отмечает он, — но он начинался аналогичным образом, с первоначальных исследовательских испытаний и постепенно расширялся». Точно так же мы продвигаемся по этому пути в области волновой и приливной энергии. «Мы приобретаем знания посредством практического опыта», — объясняет Ретцлер.
Ретцлер отметил гармоничную взаимосвязь между волновой энергией, известной своей постоянством во времени, и возобновляемыми источниками, такими как ветер и солнечная энергия, которые демонстрируют значительные ежечасные и суточные колебания. Как он объяснил: «Океан служит резервуаром для энергии ветра, накапливая ее в течение длительного периода. Волнам требуется время, чтобы сформироваться, а затем они сохраняются в течение значительного времени, прежде чем рассеяться. Эта временная стабильность в генерации волн помогает компенсировать непредсказуемость ветра и выход солнечной энергии». Следовательно, энергия волн может стать более стабильным источником энергии, устраняя разрывы в прерывистости, создаваемые ветром и солнцем.
Соединенные Штаты исторически не были крупным поставщиком технологий использования энергии океана, но могут изменить эту тенденцию. PacWave North в Орегоне, существующий испытательный полигон у побережья, вскоре будет дополнен PacWave South, более крупным объектом, строящимся в более глубоких водах к югу от Ньюпорта. Оба проекта, финансируемые Министерством энергетики, штатом Орегон и другими организациями, претендуют на звание первых крупномасштабных, подключенных к сети испытательных объектов в открытой воде с предварительным разрешением в США.
Ученый-океанолог Берк Хейлз из Университета штата Орегон и главный исследователь PacWave объясняет, что PacWave имеет концептуальное сходство с шотландской EMEC, бывшим соавтором дизайна. По словам Хейлза, PacWave будет больше по размеру, может похвастаться большей общей мощностью, большим количеством док-станций и увеличенным количеством отдельных устройств, использующих энергию волн. По оценкам Министерства энергетики США, энергия волн потенциально может удовлетворить 15% потребностей страны в электроэнергии.
Как поклонник устойчивых энергетических решений, я всегда ищу инновационные проекты, которые используют местную географию в своих интересах. Хотя побережье Орегона славится своими мощными волнами, есть и другие места, где могут процветать менее масштабные инициативы. Возьмем, к примеру, очаровательную деревню Игиугиг на юго-западе Аляски. Вместо того, чтобы полагаться на традиционный и дорогостоящий метод перевозки дизельного топлива грузовиками, они создали демонстрационный проект по добыче энергии из устья реки Квичак с помощью подводных турбин. Это значительное улучшение для этого сообщества, поскольку оно снижает их зависимость от ископаемого топлива и помогает им экономить на расходах.
Потенциально в этой области могут появиться и другие инициативы США. В 2022 году Министерство энергетики выделило 35 миллионов долларов на финансирование проектов по приливной и речной энергетике, что стало крупнейшей такой инвестицией в Америке на сегодняшний день.
В прошлом компания SAE Renewables, расположенная на Оркнейских островах, добилась важного достижения, выработав 50 гигаватт-часов электроэнергии из своей системы приливных рек, расположенной в Пентленд-Ферт. На севере компания Nova Innovation расширила свою приливную систему на Шетландских островах, добавив в прошлом году шестую турбину. С 2016 года эта разработка обеспечивает электроэнергией домохозяйства и предприятия региона.
Я энтузиаст развития возобновляемых источников энергии, и в прошлом году в секторе приливных течений в Европе произошел значительный скачок вперед. В 2021 году было добавлено примерно 2,2 мегаватта приливной мощности, что означает значительное увеличение по сравнению с всего лишь 260 киловаттами, установленными в предыдущем году. Однако важно отметить, что ветроэнергетика продолжала доминировать: в 2021 году Европа добавила более 17 гигаватт мощности – это 87% на суше. К следующему году энергия ветра уже превысила треть общего потребления энергии в Европе.
Как геймер, интересующийся возобновляемыми источниками энергии, я хотел бы поделиться альтернативным методом использования энергии океана, помимо приливных течений и волн. В некоторых районах с высокими приливами, таких как устья рек или заливы, приемлемым вариантом являются приливные заграждения. Эта техника уходит корнями в 619 год нашей эры.
Как геймер, интересующийся решениями в области возобновляемых источников энергии, я бы сказал, что использование силы приливов посредством приливных заграждений может быть идеальным выбором для определенных сред. Например, такие страны, как Нидерланды и Бельгия, которые борются с повышением уровня моря путем строительства дамб и барьеров, могли бы рассмотреть возможность интеграции генераторов приливных заграждений в свои существующие планы. Однако важно признать, что существуют потенциальные недостатки. Известно, что приливные заграждения влияют на уровень солености и отложений и могут нарушить прибрежную экосистему.
Как поклонник чудес природы, я нахожу интригующим тот факт, что залив Фанди, известный своими самыми высокими приливами в мире, к сожалению, столкнулся с большим разочарованием. Огромный объем воды, протекающей через этот канадский залив между Нью-Брансуиком и Новой Шотландией, потенциально может генерировать впечатляющую мощность в 2500 мегаватт, что эквивалентно выработке электроэнергии двух крупных ядерных реакторов. Этого количества энергии более чем достаточно для покрытия потребностей Новой Шотландии в электроэнергии.
Я с большим интересом следил за попытками использовать силу приливов в этой бухте, но это было непростое путешествие. В 1984 году здесь была открыта приливная электростанция, но она закрылась в 2019 году из-за технических проблем и опасений по поводу воздействия на рыбу в заливе. Подобные проекты, основанные на приливных течениях, также столкнулись с проблемами. В прошлом году компания Sustainable Marine Energy Canada, на которую я возлагал большие надежды, отказалась от своей плавучей платформы с приливными турбинами после пяти лет испытаний и инвестиций в размере 45 миллионов долларов. В качестве причины они назвали бюрократические препятствия, воздвигнутые канадским правительством. Весной прошлого года компания обанкротилась, а одна из турбинных платформ даже оторвалась от причала и оказалась на южном берегу залива. Приливной энергии в этом заливе пришлось нелегко.
Специалисты отрасли сходятся во мнении, что путь к зрелости рынка для всех типов энергии волн и приливов требует значительного государственного финансирования. В отчете за 2019 год стоимость приливной энергии для одного предприятия коммерческого масштаба оценивается в 130–280 долларов за мегаватт-час, в то время как энергия ветра колеблется от 20 до примерно 40 долларов за мегаватт-час. Однако, по мнению Скотта из Orbital Marine, неправильно классифицировать приливную энергию как дорогую, а ветровую и солнечную – как доступную из-за огромного неравенства в финансовой поддержке, оказываемой каждому из них. Сектор возобновляемой энергетики имеет богатую историю государственного вмешательства и субсидий, которые глубоко укоренились в его структуре посредством налогообложения и стимулов.
По словам Полагье, путь к коммерциализации проектов по использованию энергии океана представляет собой сложную дилемму. Экономия за счет масштаба достигается за счет производства большого количества оборудования, однако строительство такого количества требует значительных ресурсов. Следовательно, наиболее экономичным вариантом часто является строительство в больших количествах, что приводит к затруднительному состоянию, когда необходимость экономии за счет масштаба возникает из-за производства огромных количеств, в то время как способность производить эти количества зависит от уже достигнутой экономии за счет масштаба. По сути, это классическая ситуация с курицей и яйцом.
«С 1980-х годов по сегодняшний день ветроэнергетике потребовалось 20 лет, чтобы стать коммерческой, и 40 лет, чтобы стать дешевой, поэтому мы все еще значительно опережаем развитие».
Как и в случае с Грюэ, мнение о том, что сила волн и приливов отстает, объясняется недостаточным государственным финансированием. Он отметил, что этот сектор не получал никаких субсидий, подобных тем, которые предоставлялись ветровой и солнечной промышленности в начальные периоды их роста. Следовательно, в результате прогресс в области силы волн и приливов был значительно затруднен.
Я энтузиаст возобновляемых источников энергии и могу вам сказать, что, согласно последним разработкам, стоимость приливной энергии теперь сопоставима со стоимостью плавучих морских ветряных платформ. При этом я рад отметить, что это не оставляет позади приливную и волновую энергию – как раз наоборот! С 1980-х годов по сегодняшний день ветроэнергетике потребовалось около 20 лет, чтобы стать коммерчески жизнеспособной, и еще 20 лет, чтобы стать экономически эффективной. Учитывая эти сроки, можно с уверенностью сказать, что мы по-прежнему впереди планеты всей в секторе приливной и волновой энергетики.
Маккензи из EMEC рассматривает неиспользованную энергию, скрытую в мировых океанах, как возможность для ее страны искупить предыдущие ошибки в стремлении к возобновляемым источникам энергии. Она вспомнила эпизод 1987 года, когда государственный секретарь Великобритании по энергетике Сесил Паркинсон выразил скептицизм по поводу ветроэнергетики в Палате общин. Он теоретически признал его потенциал, но не мог себе представить, что «мы будем производить значительное количество электроэнергии с помощью ветра».
Великобритания проявила признаки нерешительности — Дания воспользовалась этой возможностью. по словам Маккензи, в этом случае Дания стала явным победителем. И мы полны решимости предотвратить подобный исход в сфере волновой и приливной энергии.
Скотт твердо верит, что скрытая энергия мирового океана играет важную роль в смягчении катастрофического изменения климата, хотя ее общее воздействие может быть минимальным по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии. Он подчеркивает: «Мы не можем позволить себе стоять на месте».
Смотрите также
- Дом Дракона 2 сезон: Является ли Рейнира Таргариен бисексуалкой и что привело к поцелую между ней и Мисарией?
- Руководство Джета Кордо по наследию «Звездных войн вне закона»: расположение хранилищ на Тошаре и Киджими
- Бен Аффлек не смог оторваться от Дженнифер Лопес во время бранча на выходных? Пикантные подробности ЗДЕСЬ
- Поцелуй Рейниры и Мисарии в «Доме Дракона» не был написан по сценарию
- Джеймс МакЭвой говорит, что он «всегда готов» вернуться во вселенную Людей Икс, когда «есть хороший материал»
- Как выманить Фредди из зоны безопасности в FNAF: Into The Pit
- «Чувствую, что развивается язва»: выпускница SNL Ларейн Ньюман называет номинантов «Медведя» в категориях комедий
- 20 лет назад Джуд Лоу снял недооцененный научно-фантастический фильм, опередивший свое время
- Тестовый проект
- Почему звезда «Убить Билла» Майкл Мэдсен подал на развод с женой ДеАнной после 28 лет совместной жизни? Вот все, что мы знаем
2024-05-04 16:50