Árapály-erőművek a láthatáron

Hogy mi köti össze a dél-wales-i Swansea-öblöt és a West Dale-öblöt, az észak-angliai Mersey folyó torkolatát, valamint a kanadai Új-Skócia tartomány partjainál húzódó Fundy-öblöt? Nos, mind a négy helyszínen nemsokára egy ritka erőműtípus épülhet fel különféle projektek lelkes híveinek köszönhetően: a felépítendő erőművek az árapály mozgását használják fel energia előállítására, néhol a 16 métert is meghaladó vízszintkülönbségre alapozva.

Az árapály-erőművek megépítésének lehetőségei persze világszerte ugyancsak korlátozottak: az árapály során ugyanis minimálisan 5 méteres vízszintkülönbség szükségeltetik ahhoz, hogy abból megfelelő mennyiségű energiát elő lehessen állítani. Ilyen öbölből vagy folyótorkolatból azonban világszerte mindössze száz van. Ennek a száznak azonban a körülmények miatt valójában csak a felére építhető erőmű, ráadásul minden egyes helyszínen jól megfontolják, hogy belevágjanak-e az építkezésbe, mivel a különleges turbinák miatt egyáltalán nem olcsó mulatság egy ilyen erőmű felépítése.

Dél-Wales és Új-Skócia

Az 1980-as években éppen a túlzottan magas költségek miatt mondtak le arról, hogy a Kanada keleti partjainál húzódó Fundy-öbölbe egy mesterséges duzzasztógátat építsenek fel. A projektet azonban most újból elővették és a tervek szerint Annapolis városának közelében mégis megépíthetik a különleges szerkezetet. Mivel az öböl azzal büszkélkedhet, hogy a világ legmagasabb árapályai itt vannak (a vízszintkülönbség elérheti akár a 17 métert is), így alapvetően nem tűnik elvetemült ötletnek a napi kétszeri vízszintingadozás kihasználása.

Így gondolkodnak két dél-wales-i öböl környékén is: a West Dale-öbölben és a Swansea-öbölben a közeljövőben szintén árapály-erőművek „jelenhetnek meg”. Az előbbi hatezer, az utóbbi hozzávetőleg tízezer háztartás áramigényét lesz képes fedezni, miután a hét elején megkapták a szükséges engedélyeket az építkezés megkezdéséhez. A Swansea-öbölben felépítendő erőmű tervezése során egyébként már környezetvédelmi és esztétikai szempontokat is figyelembe vettek: az öbölt semmiféleképpen sem akarják elzárni egy nagy duzzasztógáttal, ehelyett inkább egy korallzátonyra hasonlító „áramvonalas” szerkezetet akarnak elhelyezni, amely a víz felszíne fölé alig pár centiméterrel lóg csak ki.

Ráadásul kőből építenék ki ezt a zátonyerőművet, így aztán valamelyest még az esztétikai élményt sem rontja az öbölbe látogatók számára. A projekt hozzávetőleges költségvetése 30 millió fontot tesz ki, de a tervezési és kísérleti fázisban az Environment Trust nevű cég már közel száz millió dollárt költött a környezetkímélőbb és egyben az árapály mozgásának mindkét irányát kihasználó merülő szerkezet kifejlesztésére.

A hagyományos árapály-erőművek problémái

A világ legnagyobb „hagyományos” árapály-erőművének számító franciaországi erőmű működési elve arra épül, hogy az ár megérkeztekor kinyitják a bretagne-i La Rance folyóra épített duzzasztógát zsilipjeit, majd nem sokkal a tetőzést megelőzően bezárják azt. Az ár levonultakor a duzzasztógát mögé zárt víztömeget turbinákon keresztül áteresztik az apály miatt visszavonuló tenger szintjére, a turbinák mozgási energiáját pedig áram előállítására használják.

A bretagne-i erőmű, melyet még 1961 és 1966 között építettek fel, 240 megawattos teljesítményével messze a leghatékonyabb árapály-erőmű a világon, ám gondok azért itt is akadnak. Az esztétikai problémákon túl a duzzasztógát környezeti hatásai sem elhanyagolhatóak: eliszaposodás, valamint hal- és madárpusztulás kísérte az erőmű felépítését. Gazdaságossági szempontból ugyanakkor szintén kérdéses az árapály-erőművek léte: mivel naponta csak kétszer tud energiát termelni, ezért ezt az egyenetlenséget valahogyan szintén kompenzálni kell, ráadásul a hagyományos erőművek csak az ár levonulásakor képesek felhasználni a visszavonuló víztömeg energiáját.

Ez utóbbi kitétel, ahogy az esztétikai kifogások sem érvényesek a Swansea-öbölben megvalósítandó projektre, itt ugyanis egy olyan szerkezetet süllyesztenek a víz alá, amely a víz mindkét irányú mozgását hasznosítja. Ezt a dél-wales-i erőművet egyébként 30 megawatos teljesítményűre tervezték, és üzemeltetői úgy vélik, tíz éven belül megtérülhet az erőműbe fektetett pénz.

Külöleges tengeri erőművek Az árapály ingadozáson túl a tengerek mozgásának kihasználására háromféle módszer lehetséges: a nevéből adódóan a tengeráramlásokat kihasználó „tengeráram-erőmű” alapvetően egy víz alatti szélerőműhöz hasonlítható leginkább, ahol az áramlás egy rotort mozgatva adja tovább energiáját a központnak. Egy másik módszer alapvetően a tengerek hullámzását használná ki. A hullámerőmű működési elve többféle alapokon nyugodhat: lehetséges olyan erőmű, amely a hullámokra helyezett dobozokból ki és beáramló „szeleket”, erősebb légáramlatokat hasznosítja, de egy másik elképzelés a rámpára kifutó hullám mozgási energiáját használja fel. Talán a legérdekesebb azonban az az elképzelés, amely a tengerek felszíne és mélye közötti hőmérsékletkülönbséget használná ki. A felszín (0-50 méter) és a tenger mélye (800-1000 méter) közötti hőmérsékletkülönbségnek mindazonáltal el kell érnie a 20 C fokot ahhoz, hogy a keringés beindulhasson. A tenger hőmérsékletkülönbségére alapozott erőművek teljesítménye ezen túl a vizet szállító csövek vastagságától is függ. Az első termikus tengeri „erőmű” kezdetleges terveit egyébként már 1881-ben a francia Jacques-Arsene d’Arsoval prezentálta, ám akkoriban még senki nem „harapott rá” a kissé furcsának tűnő szerkezetre.