Испытание гигантской глубоководной турбины в Японии дает надежду на бесконечную зеленую энергию

Более десяти лет японская корпорация IHI разрабатывает подводную турбину, которая использует энергию глубинных океанских течений и преобразует ее в стабильный и надежный источник электроэнергии.

Жадная до энергии и зависящая от ископаемого топлива Япония успешно испытала систему, которая может обеспечить постоянную, стабильную форму возобновляемой энергии, независимо от ветра или солнца.

Более десяти лет японский производитель тяжелого машиностроения IHI Corp. разрабатывает подводную турбину, которая использует энергию глубинных океанских течений и преобразует ее в стабильный и надежный источник электроэнергии. Гигантская машина напоминает самолет с двумя турбинными вентиляторами, вращающимися в противоположных направлениях вместо реактивных двигателей, и центральным «фюзеляжем», в котором находится система регулировки плавучести. 330-тонный прототип, получивший название Kairyu, предназначен для закрепления на морском дне на глубине 30–50 метров (100–160 футов).

При коммерческом производстве планируется разместить турбины в течении Куросио, одном из самых мощных в мире, которое проходит вдоль восточного побережья Японии, и передавать энергию по подводным кабелям.

«Океанические течения имеют преимущество с точки зрения их доступности в Японии», — сказал Кен Такаги, профессор политики океанических технологий в Высшей школе пограничных наук Токийского университета. «Энергия ветра географически больше подходит для Европы, которая подвержена преобладающим западным ветрам и расположена в более высоких широтах». По оценкам Японской организации по развитию новых энергетических и промышленных технологий (NEDO), течение Куросио потенциально может генерировать до 200 гигаватт — около 60% нынешних генерирующих мощностей Японии.

Как и в других странах, львиная доля инвестиций в возобновляемые источники энергии приходится на ветровую и солнечную энергию, особенно после ядерной катастрофы на Фукусиме, которая обуздала аппетит этой страны к атомной энергии. Япония уже является третьим по величине производителем солнечной энергии в мире и вкладывает значительные средства в морской ветер, но использование океанских течений может обеспечить надежную базовую мощность, необходимую для снижения потребности в хранении энергии или ископаемом топливе.

Читайте также: Adani Power спешит подписать меморандум о взаимопонимании с IHI Corporation и Kowa Company

Преимуществом океанских течений является их устойчивость. Они текут с небольшими колебаниями скорости и направления, что дает им коэффициент мощности — меру того, как часто система вырабатывает энергию — 50-70%, по сравнению с примерно 29% для берегового ветра и 15% для солнечной энергии.

График

В феврале IHI завершила трехлетнее демонстрационное исследование технологии совместно с NEDO. Его команда протестировала систему в водах вокруг островов Токара на юго-западе Японии, подвесив Кайрю к судну и отправив энергию обратно на корабль. Сначала он заставил корабль искусственно генерировать ток, а затем приостановил работу турбин в Куросио.

Испытания показали, что прототип может генерировать ожидаемые 100 киловатт стабильной мощности, и теперь компания планирует масштабировать до полной системы мощностью 2 мегаватта, которая может быть введена в коммерческую эксплуатацию в 2030-х годах или позже.

Как и другие передовые морские страны, Япония изучает различные способы использования энергии моря, включая энергию приливов и волн, а также преобразование тепловой энергии океана (OTEC), которое использует разницу температур между поверхностью и глубиной океана. Компания Mitsui OSK Lines Ltd. инвестировала в британскую компанию Bombora Wave Power, чтобы изучить потенциал этой технологии в Японии и Европе. По словам Ясуо Судзуки, генерального менеджера отдела корпоративного маркетинга, компания также продвигает OTEC и в апреле начала эксплуатацию демонстрационной установки мощностью 100 кВт на Окинаве. Подразделение Kyushu Electric по возобновляемым источникам энергии Kyuden Mirai Energy начинает в этом году технико-экономическое обоснование стоимостью 650 миллионов иен (5,1 миллиона долларов) для производства 1 МВт приливной энергии вокруг островов Гото в Восточно-Китайском море. В этом месяце правительство также предложило внести изменения в аукционы по оффшорной ветроэнергетике, которые могут ускорить развитие.

Среди морских энергетических технологий быстрее всего приближается к экономической эффективности приливное течение, где «технология продвинулась довольно далеко и определенно работает», — сказал Ангус Маккроун, бывший главный редактор BloombergNEF и аналитик морской энергетики. Шотландская Orbital Marine Power — одна из нескольких компаний, строящих приливные системы вокруг Оркнейских островов, где находится Европейский центр морской энергии. Другие включают массив MeyGen SIMEC Atlantis Energy и калифорнийскую компанию Aquantis, основанную пионером ветроэнергетики США Джеймсом Делсеном, которая, как сообщается, планирует начать испытания приливной системы в следующем году.

Хотя приливные течения не длятся 24 часа, они, как правило, сильнее, чем глубоководные океанские течения. Течение Куросио течет со скоростью от 1 до 1,5 метров в секунду по сравнению с 3 метрами в секунду для некоторых приливных систем. «Самая большая проблема для турбин океанских течений заключается в том, смогут ли они создать устройство, которое будет экономично генерировать энергию из течений, которые не особенно сильны», — сказал Маккроун.

Ocean Energy Systems, межправительственное сотрудничество, созданное Международным энергетическим агентством, видит потенциал для использования более 300 гигаватт энергии океана во всем мире к 2050 году.

Но потенциал энергии океана зависит от местоположения, принимая во внимание силу течений, доступ к сетям или рынкам, затраты на техническое обслуживание, доставку, морскую флору и фауну и другие факторы. По словам Такаги, в Японии энергия волн умеренная и нестабильная в течение года, в то время как в районах с сильными приливными течениями, как правило, наблюдается интенсивное судоходство. А OTEC лучше подходит для тропических регионов, где температурный градиент больше. По словам IHI, одно из преимуществ глубоководных течений заключается в том, что они не ограничивают навигацию кораблей.

Тем не менее, японской компании еще предстоит пройти долгий путь. По сравнению с наземными объектами установить систему под водой намного сложнее. «В отличие от Европы, которая имеет долгую историю разведки нефти в Северном море, у Японии мало опыта в оффшорном строительстве», — сказал Такаги. Существуют серьезные инженерные проблемы, связанные с созданием системы, достаточно надежной, чтобы выдерживать неблагоприятные условия глубоководного течения океана и снижать затраты на техническое обслуживание.

«В Японии не так много альтернативных источников энергии, — сказал он. «Люди могут сказать, что это всего лишь мечта, но нам нужно попробовать все, чтобы добиться нулевого уровня выбросов углерода».

В связи со снижением стоимости ветровой и солнечной энергии и аккумуляторных батарей IHI также необходимо будет продемонстрировать, что общие затраты на проект по энергии океанских течений конкурентоспособны. IHI стремится производить электроэнергию по цене 20 иен за киловатт-час за счет крупномасштабного развертывания. Это сопоставимо с примерно 17 иенами для солнечной энергии в стране и примерно 12-16 иен для морского ветра. IHI также заявила, что провела экологическую оценку перед запуском проекта и будет использовать результаты испытаний для изучения любого воздействия на морскую среду и рыбную промышленность.

В случае успеха глубоководные океанские течения могут сыграть жизненно важную роль в обеспечении зеленой базовой энергии в глобальных усилиях по поэтапному отказу от ископаемого топлива. По словам Маккроуна, работа IHI может помочь японскому машиностроению занять ведущую роль при поддержке правительства.

IHI должен привести убедительные аргументы в пользу того, что «Япония может извлечь выгоду из того, что она является технологическим лидером в этой области», — сказал он.



Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *