Conversão de energia térmica oceânica (OTEC), forma de conversão de energia que faz uso do diferencial de temperatura entre as águas quentes superficiais dos oceanos, aquecidas pela radiação solar, e as águas frias mais profundas para gerar energia em um motor térmico convencional. A diferença de temperatura entre a superfície e a camada inferior da água pode ser de até 50 °C (90 °F) em distâncias verticais de apenas 90 metros (cerca de 300 pés) em algumas áreas oceânicas. Para ser economicamente prático, o diferencial de temperatura deve ser de pelo menos 20 °C (36 °F) nos primeiros 1.000 metros (cerca de 3.300 pés) abaixo da superfície. Na primeira década do século XXI, a tecnologia ainda era considerada experimental, e até agora nenhuma planta comercial de OTEC foi construída.
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O conceito OTEC foi proposto pela primeira vez no início da década de 1880 pelo engenheiro francês Jacques-Arsène d’Arsonval. A sua ideia exigia um sistema de ciclo fechado, um design que foi adaptado para a maioria das fábricas piloto OTEC actuais. Tal sistema emprega um fluido de trabalho secundário (um refrigerante), como o amoníaco. O calor transferido da água quente da superfície do oceano faz com que o fluido de trabalho se vaporize através de um trocador de calor. O vapor expande-se então sob pressões moderadas, girando uma turbina ligada a um gerador e produzindo assim electricidade. A água fria do mar bombeada das profundidades do oceano para um segundo permutador de calor proporciona uma superfície suficientemente fria para fazer com que o vapor se condense. O fluido de trabalho permanece dentro do sistema fechado, vaporizando e aliviando continuamente.
Alguns pesquisadores centraram sua atenção em um sistema OTEC de ciclo aberto que emprega vapor de água como fluido de trabalho e dispensa o uso de um refrigerante. Neste tipo de sistema, a água do mar de superfície quente é parcialmente vaporizada à medida que é injetada em um vácuo próximo. O vapor resultante é expandido através de um turbogerador a vapor de baixa pressão para produzir energia elétrica. A água do mar fria é usada para condensar o vapor, e uma bomba de vácuo mantém a pressão adequada do sistema. Sistemas híbridos, que combinam elementos de sistemas de ciclo fechado e de ciclo aberto, também existem. Nestes sistemas, o vapor produzido pela água quente que passa por uma câmara de vácuo é usado para vaporizar um fluido secundário de trabalho que aciona uma turbina.
Nos anos 70 e 80, os Estados Unidos, Japão e vários outros países começaram a experimentar sistemas OTEC num esforço para desenvolver uma fonte viável de energia renovável. Em 1979, pesquisadores americanos colocaram em operação a primeira usina OTEC capaz de gerar quantidades utilizáveis de energia elétrica – cerca de 15 quilowatts de potência líquida. Esta unidade, chamada Mini-OTEC, era um sistema de ciclo fechado montado numa barcaça da Marinha dos EUA a poucos quilómetros da costa do Havaí. Em 1981-82 empresas japonesas testaram outra planta experimental de ciclo fechado OTEC. Localizada na república da ilha do Pacífico de Nauru, esta instalação produziu 35 kilowatts de potência líquida. Desde então, os pesquisadores têm continuado o trabalho de desenvolvimento para melhorar os trocadores de calor e para conceber formas de reduzir a corrosão do hardware do sistema pela água do mar. Em 1999 o Natural Energy Laboratory of Hawaii Authority (NELHA) tinha criado e testado uma fábrica de 250 kilowatts.
As perspectivas de aplicação comercial da tecnologia OTEC parecem brilhantes, particularmente nas ilhas e nos países em desenvolvimento nas regiões tropicais onde as condições são mais favoráveis para o funcionamento da planta OTEC. Estima-se que as águas tropicais do oceano absorvem radiação solar equivalente em teor de calor ao de cerca de 250 bilhões de barris de petróleo por dia. A remoção deste calor do oceano não alteraria significativamente a sua temperatura, mas permitiria a geração de dezenas de milhões de megawatts de electricidade numa base contínua.
Além da produção de energia limpa, o processo OTEC também fornece vários subprodutos úteis. O fornecimento de água fria à superfície tem sido utilizado em sistemas de ar condicionado e na agricultura de solo infantil (o que permite o cultivo de plantas de zona temperada em ambientes tropicais). Os processos de ciclo aberto e híbridos têm sido utilizados na dessalinização da água do mar, e a infra-estrutura de OTEC permite o acesso a elementos vestigiais presentes na água do mar do oceano profundo. Além disso, o hidrogênio pode ser extraído da água por eletrólise para uso em células a combustível.
OTEC é uma tecnologia relativamente cara, uma vez que a construção de plantas e infra-estrutura de OTEC de alto custo é necessária antes que a energia possa ser gerada. No entanto, uma vez que as instalações estejam operacionais, pode ser possível gerar eletricidade relativamente barata. As instalações flutuantes podem ser mais viáveis do que as terrestres, porque o número de locais terrestres com acesso a águas profundas nos trópicos é limitado. Existem poucas análises de custos; contudo, um estudo, realizado em 2005, colocou o custo da electricidade produzida pela OTEC em 7 cêntimos por quilowatt-hora. Embora este valor tenha sido baseado na hipótese de uma instalação de 100 megawatts OTEC localizada a cerca de 10 km da costa do Havaí, é comparável ao custo da energia derivada de combustíveis fósseis. (O custo da electricidade gerada a carvão é estimado em 4-8 cêntimos por quilowatt-hora.)