Ocean thermal energy conversion (OTEC), vorm van energieomzetting waarbij gebruik wordt gemaakt van het temperatuurverschil tussen het warme oppervlaktewater van de oceanen, dat door zonnestraling wordt verwarmd, en het diepere koude water om in een conventionele warmtemotor stroom op te wekken. Het temperatuurverschil tussen de oppervlakte- en de diepere waterlaag kan oplopen tot 50 °C (90 °F) over verticale afstanden van slechts 90 meter (ongeveer 300 voet) in sommige oceaangebieden. Om economisch haalbaar te zijn, moet het temperatuurverschil minstens 20 °C (36 °F) bedragen in de eerste 1.000 meter (ongeveer 3.300 voet) onder de oppervlakte. In het eerste decennium van de 21e eeuw werd de technologie nog als experimenteel beschouwd, en tot dusver zijn er geen commerciële OTEC-installaties gebouwd.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Het OTEC-concept werd in het begin van de jaren 1880 voor het eerst voorgesteld door de Franse ingenieur Jacques-Arsène d’Arsonval. Zijn idee ging uit van een systeem met een gesloten cyclus, een ontwerp dat voor de meeste huidige OTEC-proefinstallaties is aangepast. Een dergelijk systeem maakt gebruik van een secundaire werkvloeistof (een koelmiddel), zoals ammoniak. Warmte afkomstig van het warme oceaanoppervlak zorgt ervoor dat de werkvloeistof verdampt via een warmtewisselaar. De damp zet vervolgens onder gematigde druk uit en laat een turbine draaien die is aangesloten op een generator, waardoor elektriciteit wordt geproduceerd. Koud zeewater dat uit de diepte van de oceaan naar een tweede warmtewisselaar wordt gepompt, zorgt voor een oppervlak dat koel genoeg is om de damp te doen condenseren. De werkvloeistof blijft binnen het gesloten systeem, verdampt en verdampt voortdurend.
Sommige onderzoekers hebben hun aandacht gericht op een open-cyclus OTEC-systeem dat waterdamp als werkvloeistof gebruikt en afziet van het gebruik van een koelmiddel. In een dergelijk systeem wordt warm oppervlaktezeewater gedeeltelijk verdampt wanneer het in een bijna vacuüm wordt geïnjecteerd. De resulterende stoom wordt geëxpandeerd door een lagedruk stoom turbogenerator om elektrische energie te produceren. Koud zeewater wordt gebruikt om de stoom te condenseren, en een vacuümpomp houdt de juiste systeemdruk in stand. Er bestaan ook hybride systemen, die elementen van gesloten- en open-cyclussystemen combineren. In deze systemen wordt stoom, geproduceerd door warm water dat door een vacuümkamer gaat, gebruikt om een secundaire werkvloeistof te verdampen die een turbine aandrijft.
In de jaren zeventig en tachtig begonnen de Verenigde Staten, Japan en verscheidene andere landen met OTEC-systemen te experimenteren in een poging een levensvatbare bron van duurzame energie te ontwikkelen. In 1979 stelden Amerikaanse onderzoekers de eerste OTEC-installatie in bedrijf die bruikbare hoeveelheden elektrisch vermogen kon opwekken – ongeveer 15 kilowatt nettovermogen. Deze eenheid, Mini-OTEC genaamd, was een systeem met gesloten cyclus dat was gemonteerd op een binnenschip van de Amerikaanse marine enkele kilometers uit de kust van Hawaii. In 1981-82 hebben Japanse bedrijven een andere experimentele OTEC-centrale met gesloten cyclus getest. Deze installatie, die was gevestigd op het eiland Nauru in de Stille Oceaan, produceerde 35 kilowatt netto-elektriciteit. Sindsdien zijn onderzoekers doorgegaan met ontwikkelingswerk om warmtewisselaars te verbeteren en manieren te bedenken om corrosie van systeemhardware door zeewater te verminderen. In 1999 had het Natural Energy Laboratory of Hawaii Authority (NELHA) een installatie van 250 kilowatt gebouwd en getest.
De vooruitzichten voor commerciële toepassing van OTEC-technologie lijken rooskleurig, met name op eilanden en in ontwikkelingslanden in de tropische gebieden waar de omstandigheden het gunstigst zijn voor de exploitatie van OTEC-centrales. Geschat wordt dat het tropische oceaanwater zonnestraling absorbeert die qua warmte-inhoud gelijk is aan die van ongeveer 250 miljard vaten olie per dag. Door zoveel warmte aan de oceaan te onttrekken zou de temperatuur ervan niet wezenlijk veranderen, maar zou wel continu tientallen miljoenen megawatt aan elektriciteit kunnen worden opgewekt.
Naast de productie van schone stroom levert het OTEC-proces ook verscheidene nuttige bijproducten op. De levering van koel water aan de oppervlakte is gebruikt in airconditioningsystemen en in gekoelde-grondlandbouw (waarmee planten uit de gematigde zone kunnen worden gekweekt in een tropische omgeving). Bij de ontzilting van zeewater is gebruik gemaakt van open-cyclus- en hybride processen, en OTEC-infrastructuur maakt het mogelijk toegang te krijgen tot sporenelementen die aanwezig zijn in zeewater van diep in de oceaan. Bovendien kan waterstof uit water worden gewonnen door elektrolyse voor gebruik in brandstofcellen.
OTEC is een relatief dure technologie, aangezien de bouw van kostbare OTEC-installaties en -infrastructuur noodzakelijk is voordat stroom kan worden opgewekt. Wanneer de installaties eenmaal operationeel zijn, kan het echter mogelijk zijn om relatief goedkope elektriciteit op te wekken. Drijvende installaties zijn wellicht haalbaarder dan installaties aan land, omdat het aantal locaties aan land met toegang tot diep water in de tropen beperkt is. Er bestaan weinig kostenanalyses; in één studie, uit 2005, worden de kosten van door OTEC geproduceerde elektriciteit echter geraamd op 7 cent per kilowattuur. Hoewel dit cijfer gebaseerd was op de veronderstelling van een OTEC-installatie van 100 megawatt die zich ongeveer 10 km (6 mijl) uit de kust van Hawaï bevindt, is het vergelijkbaar met de kosten van energie uit fossiele brandstoffen. (De kosten van met steenkool opgewekte elektriciteit worden geraamd op 4-8 cent per kilowattuur.)