Conversia energiei termice a oceanelor (OTEC), formă de conversie a energiei care utilizează diferența de temperatură dintre apele calde de suprafață ale oceanelor, încălzite de radiația solară, și apele reci mai adânci pentru a genera energie într-un motor termic convențional. Diferența de temperatură dintre suprafața și stratul inferior de apă poate fi de până la 50 °C (90 °F) pe distanțe verticale de doar 90 de metri (aproximativ 300 de picioare) în unele zone oceanice. Pentru a fi practic din punct de vedere economic, diferența de temperatură ar trebui să fie de cel puțin 20 °C (36 °F) în primii 1.000 de metri (aproximativ 3.300 de picioare) sub suprafață. În primul deceniu al secolului XXI, tehnologia era încă considerată a fi experimentală și, până în prezent, nu au fost construite instalații comerciale OTEC.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Conceptul OTEC a fost propus pentru prima dată la începutul anilor 1880 de către inginerul francez Jacques-Arsène d’Arsonval. Ideea sa prevedea un sistem cu ciclu închis, un design care a fost adaptat pentru majoritatea instalațiilor pilot OTEC din prezent. Un astfel de sistem utilizează un fluid de lucru secundar (un agent frigorific), cum ar fi amoniacul. Căldura transferată din apa caldă de la suprafața oceanului determină vaporizarea fluidului de lucru printr-un schimbător de căldură. Vaporii se dilată apoi la presiuni moderate, acționând o turbină conectată la un generator și producând astfel energie electrică. Apa rece a mării pompată din adâncurile oceanului către un al doilea schimbător de căldură asigură o suprafață suficient de rece pentru a face ca vaporii să se condenseze. Fluidul de lucru rămâne în interiorul sistemului închis, vaporizându-se și relichidându-se continuu.
Câțiva cercetători și-au concentrat atenția asupra unui sistem OTEC cu ciclu deschis care utilizează vapori de apă ca fluid de lucru și renunță la utilizarea unui agent frigorific. În acest tip de sistem, apa de mare caldă de la suprafață este parțial vaporizată pe măsură ce este injectată într-un vid apropiat. Aburul rezultat este expandat printr-un turbogenerator de abur de joasă presiune pentru a produce energie electrică. Apa de mare rece este utilizată pentru a condensa aburul, iar o pompă de vid menține presiunea adecvată a sistemului. Există, de asemenea, sisteme hibride, care combină elemente ale sistemelor cu ciclu închis și cu ciclu deschis. În aceste sisteme, aburul produs de apa caldă care trece printr-o cameră de vid este utilizat pentru a vaporiza un fluid de lucru secundar care antrenează o turbină.
În anii ’70 și ’80, Statele Unite, Japonia și alte câteva țări au început să experimenteze cu sisteme OTEC în efortul de a dezvolta o sursă viabilă de energie regenerabilă. În 1979, cercetătorii americani au pus în funcțiune prima instalație OTEC capabilă să genereze cantități utilizabile de energie electrică – aproximativ 15 kilowați de energie netă. Această unitate, denumită Mini-OTEC, era un sistem cu ciclu închis montat pe o barjă a marinei americane la câțiva kilometri în largul coastei Hawaii. În 1981-82, companiile japoneze au testat o altă instalație OTEC experimentală cu ciclu închis. Situată în Nauru, o republică insulară din Pacific, această instalație a produs 35 de kilowați de energie netă. De atunci, cercetătorii au continuat lucrările de dezvoltare pentru a îmbunătăți schimbătoarele de căldură și pentru a concepe modalități de reducere a coroziunii hardware-ului sistemului de către apa de mare. Până în 1999, Autoritatea Laboratorului de Energie Naturală din Hawaii (NELHA) a creat și testat o instalație de 250 de kilowați.
Perspectivele de aplicare comercială a tehnologiei OTEC par strălucitoare, în special pe insule și în țările în curs de dezvoltare din regiunile tropicale, unde condițiile sunt cele mai favorabile pentru funcționarea instalațiilor OTEC. S-a estimat că apele oceanice tropicale absorb radiația solară echivalentă, din punct de vedere al conținutului de căldură, cu cea a aproximativ 250 de miliarde de barili de petrol în fiecare zi. Îndepărtarea acestei cantități de căldură din ocean nu ar modifica semnificativ temperatura acestuia, dar ar permite generarea a zeci de milioane de megawați de electricitate în mod continuu.
Pe lângă producerea de energie curată, procesul OTEC oferă, de asemenea, câteva produse secundare utile. Livrarea de apă rece la suprafață a fost utilizată în sistemele de aer condiționat și în agricultura cu sol răcit (care permite cultivarea plantelor din zonele temperate în medii tropicale). Procesele cu ciclu deschis și cele hibride au fost utilizate pentru desalinizarea apei de mare, iar infrastructura OTEC permite accesul la oligoelementele prezente în apa de mare de la mare. În plus, hidrogenul poate fi extras din apă prin electroliză pentru a fi utilizat în pilele de combustie.
OTEC este o tehnologie relativ costisitoare, deoarece înainte de a putea fi generată energie este necesară construcția de instalații și infrastructuri OTEC costisitoare. Cu toate acestea, odată ce instalațiile sunt puse în funcțiune, ar putea fi posibil să se genereze energie electrică relativ ieftină. Instalațiile plutitoare pot fi mai fezabile decât cele terestre, deoarece numărul de amplasamente terestre cu acces la ape adânci în zonele tropicale este limitat. Există puține analize de costuri; cu toate acestea, un studiu, realizat în 2005, a estimat costul energiei electrice produse de OTEC la 7 cenți pe kilowatt-oră. Deși această cifră s-a bazat pe ipoteza unei instalații OTEC de 100 de megawați situată la aproximativ 10 km (6 mile) în largul coastei Hawaii, este comparabilă cu costul energiei derivate din combustibili fosili. (Costul energiei electrice generate de cărbune este estimat la 4-8 cenți pe kilowatt-oră.)
.