Vai okeāni un jūras spēs kļūt par uzticamu enerģijas avotu cilvēcei – tas pagaidām ir neatbildēts jautājums.
Vai par tādu avotu mums spēs kļūt Baltijas jūra – par to mēs zinām daudz vairāk. Pētījumi un testi enerģijas iegūšanai no jūras viļņiem notiek arī Latvijā, lai arī pagaidām tie nav sevišķi apjomīgi.
Kad pirms ceturtdaļgadsimta – ap gadu tūkstošu miju – kļuva skaidrs, ka fosilā kurināmā ēra cilvēces vēsturē neatvairāmi tuvojas savām beigām, zinātnieki sāka meklēt alternatīvas, kā apmierināt civilizācijas neremdināmo kāri pēc enerģijas. Pirmā izvēle bija jau tobrīd pietiekami labi iepazītās saules paneļu un vēja ģeneratoru tehnoloģijas, taču abām ir viena problēma – tās konkurē ar pašu cilvēci par dzīvojamo telpu uz zemes. Kārdinoša gan likās iecere noklāt mazapdzīvoto Sahāras tuksnesi ar saules paneļiem, jo tas, pateicoties ekvatora tuvumam, saņem milzīgu daudzumu saules enerģijas. Tomēr dažādu iemeslu dēļ no tādas idejas tomēr atteicās. Laimīgā kārtā gan izrādās, ka visas cilvēces enerģētiskās vajadzības teorētiski varētu nodrošināt tikai 335 km2 šī tuksneša platības noklāšana ar paneļiem, kas ir vien 1,2% no Sahāras teritorijas. Tādēļ saules paneļu staciju veidošana Sahāras tuksnesī tomēr turpinās – tik ātri, cik pieļauj reģiona valstu finanses un politiskā situācija.
Viļņi – teorētiski labs enerģijas avots
Enerģijas avotu meklējumos zinātnieku acis neizbēgami pievērsās pasaules okeānu un jūru iespējām, sākot ar tehnoloģiju izstrādi vēja ģeneratoru uzstādīšanai jūrā, kur vējam pietiek telpas ieskrieties. Taču neizbēgami kādam ienāca prātā jautājums: vai nevaram iegūt enerģiju no viļņiem – dabas parādības, kas atkarīga no vēja berzes gar ūdens virsmu, Saules un Mēness gravitācijas, kas atbild par paisumu un bēgumu, kā arī lielākas un mazākas zemes garozas drebēšanas okeāna dibenā, kas rada cunami un mazāku viļņošanos?
Galu galā jau uzreiz zem okeāna ūdens virsmas viļņu nestā ūdens enerģijas blīvums ir piecas reizes lielāks nekā vēja enerģijas blīvums 20 metrus virs ūdens un 10–30 reizes lielāks nekā Saules enerģijas blīvums.
Tāpat jāsaka, ka pētījumi, kā produktīvi izmantot šo enerģiju, sākušies jau 1890. gadā. Sacīts, darīts, un jau pagājušās desmitgades sākumā top jauni pētījumi, kas rāda, ka kopējais teorētiskais viļņu enerģijas resursu apjoms pasaulē sasniedz 30 000 TWh gadā. Šis apjoms šobrīd pārsniedz kopējo cilvēces elektroenerģijas patēriņu – 2022. gadā tas bija 25 500 TWh. Ja šo enerģiju varētu izmantot, tas palielinātu atjaunojamās enerģijas izmantošanas apjomu un samazinātu atkarību no fosilā kurināmā. Taču jāsaprot arī tas, ka izmantot visu pasaules okeānu viļņu enerģiju ir utopiska fantāzija, tiek uzskatīts, ka reāli iegūstams ir krietni mazāks enerģijas apjoms – ap diviem teravatiem –, kas vienalga ir daudz. Potenciāli labvēlīgākās vietas ir tās, kuras apskalo okeāni un kur pūš spēcīgs vējš – Eiropas rietumu piekraste, Ziemeļamerikas un Dienvidamerikas Klusā okeāna piekraste, Austrālija, Jaunzēlande, Dienvidāfrika, Aļaskas piekraste.
Bangu plusi un mīnusi
Atšķirībā no dažiem citiem atjaunojamajiem enerģijas avotiem viļņu rašanās okeānā ir ļoti paredzama, ļaujot elektrotīklu operatoriem tos prognozēt vairākas dienas iepriekš ar ievērojamu precizitāti – tas ir neapšaubāms pluss.
Šī paredzamība kombinācijā ar viļņu enerģijas pārveidotāju plašu izmantošanu teorētiski varētu nodrošināt līdz pat 10% ES enerģijas līdz 2050. gadam, samazinot nepieciešamību pēc fosilā kurināmā rezervēm.
Otrs viļņu pluss ir daudz mazāka ekoloģiskā pēda nekā vēja un saules enerģijas projektiem. Starp mīnusiem pats lielākais ir milzīgās izmaksas, kas nepieciešamas šādu projektu palaišanai. Lai pievadītu, piemēram, Portugāles piekrastē no viļņiem iegūtu elektroenerģiju Grieķijai, būtu jāzina, ka tai ir vairāk nekā 6000 salu un uz katru no tām būs jāaizvelk kabelis. Horvātijai ir 1200 salu, bet, piemēram, Malaizijai vispār vairāk par 170 tūkstošiem. Šobrīd ekonomiski efektīvāk ir uzbūvēt lokālas spēkstacijas, nevis ieguldīt jūrā simtiem tūkstošu kilometru garus kabeļus. Tāpat starp mīnusiem minama nepieciešamība viļņu enerģijas stacijām turēties pretī okeāna dusmām – vējam un viļņiem, kā arī sālsūdens radītajai korozijai, tāpat regulējošās likumdošanas trūkums, kas traucē piesaistīt investīcijas šajā jomā.
Eksperimenti un neveiksmes
Taču visas grūtības ir pārvaramas, un cilvēce jau ceturtdaļgadsimtu veic eksperimentus ar mērķi piekļūt okeānos apslēptajām kārdinošajām teravatstundām. Te palīgā nāk iekārtas, ko sauc par viļņu enerģijas pārveidotājiem. Šo pārveidotāju tehnoloģijas ir vairākas, tās ir visai sarežģītas un, jāsaka atklāti, pagaidām neviena no tām nav sasniegusi tehnoloģisko briedumu komerciālai izmantošanai. Tā, piemēram, 2000. gadā Skotijas Ailejas salā, tajā pašā, kurā tiek ražots arī izslavētais viskijs ar dūmakaino garšu, tiek uzsākts projekts "Islay LIMPET" – uzstādīts 500 kW jaudas eksperimentāls viļņu enerģijas pārveidotājs, kas bija savienots ar Apvienotās Karalistes elektropārvades tīklu. Tas bija pētnieciskais projekts, kurš turpinājās līdz 2018. gadam, šobrīd iekārta izjaukta. Taču 2011. gadā Biskajas līcī pie Spānijas krastiem pēc šīs pašas tehnoloģijas tika izveidots 16 mazāku viļņu enerģijas pārveidotāju parks "Mutriku" ar kopējo jaudu 296 kW. Šis eksperimentālais parks turpina darboties arī šobrīd, līdz 2023. gada beigām tas bija saražojis trīs gigavatstundas (GWh) elektroenerģijas. Ne tik labi klājās citam projektam – 2008. gadā okeānā pie Portugāles krasta tika izveidota "Aguçadoura Wave Farm", kurā tika izmantoti trīs viļņu enerģijas pārveidotāji ar kopējo elektroenerģijas ražošanas jaudu 2,25 MW (ar šādu daudzumu teorētiski varētu ar elektroenerģiju apgādāt 1800 ģimenes māju).