Levi Kilcher, nella foto qui, ha collaborato con i colleghi del Pacific Northwest National Laboratory per progettare un modo nuovo e più completo per misurare l’energia delle onde globale. Foto di Taylor Mankle, NREL
L’oceano, come un bambino in fase di dentizione, non è mai fermo. Ed entrambe le creature contengono quantità scioccanti di energia. Ma quanta energia si riversa esattamente attraverso le onde del nostro oceano è oggetto di dibattito. Questa incertezza rende difficile per i paesi integrare l’energia del moto ondoso nei loro futuri obiettivi climatici: come puoi fare affidamento su qualcosa che non puoi misurare con precisione?
Ora, in un recente studio pubblicato su Energia rinnovabile, i ricercatori del National Renewable Energy Laboratory (NREL) e del Pacific Northwest National Laboratory presentano una metodologia più completa e accurata per misurare l’energia delle onde disponibile nei siti oceanici di tutto il mondo. Ma hanno anche identificato un’altra sfida: i set di dati esistenti sull’energia delle onde, quelli utilizzati dal team per costruire la loro nuova metodologia, potrebbero non essere così affidabili come si pensava in precedenza.
L’energia delle onde non solo è prevedibile – il che la rende un prezioso complemento alle variabili fonti di energia rinnovabile – ma è anche disponibile lungo le coste dove vive la maggior parte della popolazione mondiale. Ma l’energia delle onde potrebbe fare di più che alimentare le comunità costiere; questa energia rinnovabile potrebbe creare acqua potabile pulita dall’oceano, alimentare gli allevamenti ittici offshore e aiutare a decarbonizzare il trasporto marittimo internazionale, il tutto con l’energia proveniente dall’oceano stesso.
Ma per pianificare tutte queste applicazioni, ognuna delle quali richiederà investimenti da parte di aziende, industrie o interi paesi, abbiamo bisogno di dati affidabili.
“La tecnologia dell’energia del moto ondoso è in una fase iniziale”, ha affermato Levi Kilcher, ricercatore senior presso NREL e autore principale dello studio. “Poiché il settore è ancora giovane, è difficile stimare quanta energia le tecnologie future potrebbero catturare”.
Per questo studio, finanziato dal Water Power Technologies Office del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, il team ha creato un nuovo metodo per stimare il potenziale energetico totale delle onde. “La valutazione originale delle risorse del moto ondoso è stata un ottimo primo inizio. Ma ci sono state anche diverse critiche a questo metodo”, ha detto Kilcher.
Ad esempio, le metodologie precedenti non tenevano conto della direzione dell’onda, ovvero da quale direzione arriva un’onda. “Ciò può effettivamente portare a un doppio conteggio delle onde”, ha detto Kilcher.
Alcune onde nascono molto al largo, forse schiumate da una tempesta, e viaggiano per migliaia di miglia prima di infrangersi sulla costa di un paese. “Ma c’è una certa quantità di energia delle onde generata dai venti che soffiano all’interno dei confini marittimi di un paese”, ha detto Kilcher. Il suo nuovo metodo tiene conto della direzione delle onde e anche di quelle locali.
“L’altro aspetto interessante è che il nostro metodo funziona su tutte le scale, da quella molto piccola del singolo progetto fino all’intero bacino oceanico”, ha aggiunto Kilcher.
Per provare la loro nuova metodologia, Kilcher e i suoi colleghi hanno anche rivalutato le stime attuali dell’energia delle onde negli Stati Uniti. Ma i risultati hanno scoperto un problema più grande: il team ha basato il proprio studio su un vecchio modello di energia delle onde. E quel modello, ha realizzato Kilcher, sembra stimare dal 20% al 40% in più di energia delle onde rispetto ad altri modelli recenti. Quindi, anche se il nuovo metodo del team mostrasse che il potenziale energetico delle onde degli Stati Uniti è circa il 25% più alto di quanto stimato in precedenza, questi risultati devono essere interpretati con cautela, ha detto Kilcher. Tale stima potrebbe essere dal 20% al 40% superiore alla realtà a causa della distorsione del set di dati originale.
“Il nostro nuovo metodo ha risolto molte delle precedenti critiche metodologiche”, ha affermato Kilcher. “Ora dobbiamo aggiornare il set di dati sottostante”.
Un’illustrazione che mostra come e dove si generano le onde al largo della costa del Pacifico degli Stati Uniti
Il nuovo metodo messo a punto dal team per misurare l’energia delle onde colma le lacune di molti metodi precedenti e ora include, ad esempio, le onde generate dal vento che soffia nelle acque locali di un paese. Immagine di John Frenzl, NREL.
Questo dilemma dei dati non è solo un problema per lo studio di Kilcher. Se gli sviluppatori fornissero stime contrastanti sulla quantità di energia che il loro dispositivo potrebbe produrre, tale incoerenza potrebbe minare la fiducia nell’energia del moto ondoso in generale. E, senza dati affidabili, i paesi potrebbero avere difficoltà a capire come l’energia del moto ondoso possa inserirsi nei loro piani di energia pulita.
“Speriamo che questo metodo possa diventare uno standard”, ha detto Zhaoqing Yang, capo scienziato del Laboratorio di scienze marine del Pacific Northwest National Laboratory e uno degli autori dello studio. Yang, insieme al suo collega Gabriel García Medina, ha progettato il modello teorico utilizzato per misurare le risorse energetiche del moto ondoso; Kilcher ha fornito un ampio background sui dati di cui l’industria dell’energia del moto ondoso e i politici hanno bisogno per costruire i loro piani tecnologici ed energetici puliti.
Naturalmente, poiché le tecnologie legate all’energia del moto ondoso non stanno ancora ricavando energia dalle acque oceaniche, questa metodologia migliorata può offrire solo una stima teorica di quanta energia potrebbero generare i dispositivi futuri. Ma se il metodo diventasse uno standard industriale, potrebbe avere un promettente effetto a catena. E dati più coerenti potrebbero contribuire ad aumentare la fiducia nel settore.
Inoltre, con dati più accurati e coerenti, gli sviluppatori di tecnologia possono confrontare meglio il loro progetto con altri e ottenere un quadro più chiaro di quanta energia il loro dispositivo potrebbe produrre nelle onde oceaniche reali.
Successivamente, il team prevede di fornire al proprio metodo set di dati più accurati in modo da poter elaborare una solida stima teorica, in sostanza, quanta energia gli Stati Uniti potrebbero generare se potessero estrarre tutta l’energia disponibile nei suoi oceani. In questo modo, il team può andare oltre le ipotesi e stimare anche le risorse tecniche e pratiche dell’energia del moto ondoso: quanta energia del moto ondoso i paesi potrebbero realisticamente sfruttare dati vincoli, comprese limitazioni tecnologiche, economiche, ambientali, normative e persino geografiche (costruendo linee di trasmissione lontane) offshore, ad esempio, non è sempre pratico).
“Le risorse pratiche rappresentano probabilmente una piccola percentuale delle risorse teoriche”, ha affermato Kilcher. “Ma poiché c’è così tanta energia delle onde là fuori, è ancora una risorsa importante.”
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Di Caitlin McDermott-Murphy. Articolo per gentile concessione di NREL.
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