Стартап из Аляски в сфере приливной энергетики Sitkana проводит испытания новой небольшой модульной турбины в водах у побережья Массачусетса, стремясь задействовать огромные и в значительной степени неиспользуемые ресурсы приливной энергии США. Поскольку приливы обусловлены гравитационными силами Луны и Солнца, приливные течения следуют предсказуемым циклам, что обеспечивает приливной энергетике преимущество в надёжности по сравнению с такими прерывистыми возобновляемыми источниками, как ветер и солнце. Турбина проходит испытания в сильных приливных течениях Кейп-Кода для оценки её производительности и долговечности в реальных условиях — с целью определить, можно ли масштабировать эту конструкцию для коммерческого применения.

Потенциальные ставки весьма высоки. Исследование 2021 года, проведённое Национальной лабораторией возобновляемой энергии (NREL), показало, что общий энергетический потенциал морских источников в США составляет примерно 2 300 тераватт-часов в год — это эквивалентно 57 процентам от всего объёма производства электроэнергии в стране в 2019 году. «Даже если будет освоена лишь небольшая часть технического потенциала этого ресурса, технологии морской энергетики внесут значительный вклад в удовлетворение энергетических потребностей нашей страны», — заключил отчёт NREL.

Несмотря на этот огромный потенциал, в США в настоящее время не работает ни одной коммерческой приливной электростанции. Суровая морская среда — коррозия от солёной воды, биообрастание и экстремальные штормовые нагрузки — исторически приводила к высоким затратам на строительство и обслуживание, что замедляло коммерциализацию сектора. Модель турбины, которую сейчас испытывают на испытательной площадке Bourne Tidal Test Site (BTTS) организации Marine Renewable Energy Collaborative (MRECo), может стать важным первым шагом к преодолению этих барьеров.

В отличие от большинства прототипов приливных турбин, которые, как правило, представляют собой крупные конструкции, закреплённые на морском дне, разработка Sitkana значительно меньше по размеру и имеет модульную конструкцию. Такой подход может упростить установку, масштабирование и обслуживание, что делает его осуществимым даже для удалённых прибрежных сообществ, многие из которых в настоящее время полагаются на дорогостоящие дизельные генераторы, требующие доставки топлива баржами или авиатранспортом. Хотя испытательная площадка BTTS невелика по масштабу и носит исследовательский характер, полученные там данные могут оказаться ценными для будущих исследований и проектирования в области приливной энергетики.

«Наша цель — сделать морскую энергетику более простой в строительстве, развёртывании и обслуживании в отдалённых районах», — заявил Лэнс МакМаллан, основатель и генеральный директор Sitkana, в интервью Interesting Engineering. «Эти испытания имеют критическое значение по мере продвижения к коммерческому развёртыванию».

Площадка на Кейп-Коде, где приливные течения могут достигать скорости до четырёх узлов, обеспечивает идеальные условия для стресс-тестирования системы и получения ключевых данных для проектирования. «BTTS — одно из немногих мест, где мы можем оценить всю нашу систему в одной локации», — рассказал МакМаллан изданию Offshore Energy. «Помимо измерения производительности, мы сможем наблюдать за работой в реальной морской среде и лучше понять взаимодействие с морской фауной».

Значение модульной приливной технологии выходит далеко за пределы США. В то время как США и Канада обладают самым высоким из изученных потенциалом волновой энергии в мире, отчёт Ocean Energy Europe показал, что океанская энергетика могла бы обеспечить 21 процентов текущего энергопотребления Европейского союза и 13 процентов мирового спроса на электроэнергию.

В настоящее время Европа лидирует по расходам на исследования и разработки в области приливной энергетики, однако США быстро сокращают разрыв благодаря тому, что в статье описывается как «значительные» программы финансирования Министерства энергетики.

Эксперимент на BTTS — лишь один из нескольких инновационных проектов в области приливной энергетики, реализуемых в водах США. В Великих озёрах исследователи из Мичиганского университета развернули мини-прототипы устройств, которые в перспективе смогут обеспечивать электроэнергией островные сообщества. На Западном побережье исследовательский институт в Менло-Парке, штат Калифорния, испытывает подводные змеи, предназначенные для выработки приливной энергии для автономных прибрежных районов. То, смогут ли эти разнообразные подходы продемонстрировать достаточную долговечность при многократных приливных циклах и сезонных штормах, станет ключевым индикатором того, сможет ли морская энергетика перейти от пилотных demonstrations к статусу значимого источника в энергетической системе США.

Автор: Хейли Заремба, Oilprice.com.