Hawaii Pertama untuk Memanfaatkan Suhu Lautan Dalam untuk Kekuatan


Pandangan udara dari Laboratorium Energi Alami Otoritas Hawaii. Pabrik konversi energi panas laut (OTEC) yang kecil namun operasional diresmikan di Hawaii minggu lalu, menjadikannya yang pertama di dunia. Pembukaan fasilitas 100 kilowatt menandai pertama kalinya pabrik OTEC siklus tertutup akan terhubung ke jaringan AS

Pandangan udara dari Laboratorium Energi Alami Otoritas Hawaii.

Pabrik konversi energi panas laut (OTEC) yang kecil namun operasional diresmikan di Hawaii minggu lalu, menjadikannya yang pertama di dunia. Pembukaan fasilitas 100 kilowatt menandai pertama kalinya pabrik OTEC siklus tertutup akan terhubung ke jaringan AS. Tetapi jumlah produksi energi itu hanya dapat memberi daya pada 120 rumah di Hawaii selama setahun, setetes air di lautan untuk kebutuhan energi negara pulau itu sendiri. Apa yang dijanjikan OTEC untuk daerah lain bahkan lebih tidak pasti.

Amerika Serikat memasuki penelitian OTEC pada tahun 1974 dengan pendirian Laboratorium Energi Alami Otoritas Hawaii (NELHA). Tetapi setelah investasi selama beberapa dekade dalam pengembangan OTEC, proyek baru yang didanai Angkatan Laut ini masih dilihat oleh banyak orang sebagai cara untuk menguji proses daripada mengamankan tempat OTEC sebagai teknologi yang dapat diperbarui yang layak.

Perusahaan yang mengembangkan fasilitas itu, Makai Ocean Engineering, dinamai dengan kata Hawaii "makai, " yang berarti "menuju lautan." Hawaii, yang sangat bergantung pada bahan bakar fosil yang diimpor untuk memenuhi permintaan energinya, mungkin memang harus melihat menuju lautan untuk memenuhi target ambisiusnya yang memiliki 100 persen energi terbarukan pada tahun 2045. "Pabrik ini menyediakan test bed yang sangat dibutuhkan untuk mengkomersilkan teknologi konversi energi termal laut dan mendukung inovasi, " kata Gubernur Hawaii, David Ige dalam sebuah pernyataan.

Robert Freeman, juru bicara Kantor Penelitian Angkatan Laut, menggambarkan proyek yang sebagian didanai oleh ONR sebagai "prototipe." Melalui pabrik ini, kantor berusaha memahami apa tantangan untuk mengembangkan OTEC, katanya. Pendapatan yang dihasilkan dari pabrik, yang akan memasok fasilitas NELHA di mana ia berada, akan dibajak kembali untuk mendanai lebih banyak penelitian dan pengembangan dalam teknologi OTEC.

"Karena tidak banyak yang terjadi pada OTEC-bijaksana, memiliki apa pun yang berfungsi, terlihat, betapapun kecilnya, adalah hebat, " kata Gérard C. Nihous, seorang pakar OTEC di Universitas Hawaii. "Anda melihat sistem yang sangat kecil yang dengan sendirinya tidak signifikan, " katanya. "Arti penting mereka terletak pada kemampuan mereka untuk menunjukkan proses."

Pabrik Makai dirancang untuk menarik air permukaan laut yang lebih hangat untuk menguapkan amonia, yang mendidih dan menghasilkan uap pada suhu yang relatif rendah. Uap memutar turbin dan menghasilkan listrik. Air dingin yang diekstraksi dari kedalaman laut kemudian digunakan untuk mendinginkan dan mengembunkan kembali amonia menjadi cairan, yang kemudian didaur ulang dalam sistem, yang dikenal sebagai sistem loop tertutup. Teknologi OTEC lainnya yang biasa digunakan, yang disebut sistem terbuka, tidak bergantung pada medium, tetapi menggunakan air laut yang diuapkan itu sendiri untuk menjalankan turbin.

Sebuah mesin kecil yang dapat mengubah tenaga laut: Konversi energi panas laut menggunakan perbedaan suhu antara air permukaan hangat dan kedalaman yang jauh lebih dingin untuk merebus amonia, menggunakan uap yang dihasilkan untuk menghasilkan listrik.
Foto milik Makai Ocean Engineering .

Sistem China sedang bekerja
Saat ini, tidak ada pabrik OTEC operasional yang menghasilkan daya pada skala komersial. Sekitar selusin ada di seluruh dunia, tetapi mereka memiliki kapasitas terbatas, dan kebanyakan dari mereka menghasilkan kurang dari 1 megawatt daya. Sebaliknya, Amerika Serikat saat ini memiliki kapasitas tenaga surya terpasang 20 gigawatt.

Lockheed Martin, produsen pertahanan utama, yang telah terlibat dalam pengembangan teknologi selama beberapa dekade sekarang, baru-baru ini mengumumkan proyek OTEC baru di Cina. Perusahaan menandatangani nota kesepahaman dengan pengembang real estat Cina, Reignwood Group, untuk pabrik lepas pantai 10-MW yang akan memasok resor hijau. “Rekayasa sistem awal, desain konsep, evaluasi lokasi, dan pekerjaan identifikasi basis pasokan selesai. Kami sedang berupaya menyelesaikan situs agar desain terperinci, pra-konstruksi, dan kegiatan perizinan dapat dimulai, ”kata Lockheed Martin dalam email.

Perusahaan ini di masa lalu bekerja erat dengan Angkatan Laut dalam penelitian dan pengembangan OTEC. Ini menyerahkan "kontrak desain konsep selesai" untuk pabrik 10-MW OTEC di Hawaii ke Komando Teknik Fasilitas Angkatan Laut (NAVFAC) pada 2011. "Tidak ada tindak lanjut pada pekerjaan dengan NAVFAC untuk mengembangkan pabrik OTEC di Hawaii, " katanya. .

"Teknologi ini sederhana untuk dipahami tetapi sangat sulit untuk diterapkan di lapangan, " kata Nihous dari OTEC. "Ada tantangan teknik, tetapi sebagian besar alasan untuk pengembangannya yang tidak lengkap adalah masalah ekonomi."

Sebagian besar pengembang harus bersaing dengan biaya modal dimuka yang mahal, bahkan untuk proyek skala kecil. Untuk proyek-proyek yang diselesaikan dan yang ada dalam pipa hari ini, sebagian besar dana berasal dari pemerintah dan pengembang teknologi. Namun, untuk meningkatkannya akan membutuhkan pendanaan sektor swasta, yang saat ini tidak akan datang.

Angkatan Laut berharap dapat memotong energi berbasis pantai
Proyek Makai yang datang dengan label harga sekitar $ 5 juta didanai oleh ONR dan NAVFAC. “Fasilitas OTEC dengan ukuran ini membutuhkan biaya sekitar $ 3M untuk dibangun. Melengkapi pabrik untuk R&D [penelitian dan pengembangan] membuat biaya [lebih dari] $ 5 juta, ”kata perwakilan perusahaan Makai dalam email.

Proyek ini sangat sesuai dengan ambisi Angkatan Laut untuk menjadi pengguna awal teknologi energi bersih dan untuk membantu mencapai target energi bersihnya sendiri. Angkatan Laut saat ini memenuhi sekitar 12 persen dari total kebutuhan energinya melalui sumber-sumber terbarukan. Tujuannya adalah untuk mendapatkan 50 persen energi berbasis pantai dari sumber-sumber alternatif pada tahun 2020, kata Freeman.

Sementara perkembangannya terhambat, tidak ada yang menyangkal bahwa OTEC adalah sumber energi terbarukan yang menarik, karena lebih dari satu alasan. Potensi teknologi, yang menyalurkan energi matahari, sangat besar. Lautan mencakup 71 persen dari permukaan bumi, dan rata-rata 1 meter persegi luas permukaan laut menerima sekitar 175 watt penyinaran matahari. Jumlah total tenaga surya yang diterima secara global adalah sekitar 90 petawatt; memanfaatkan bahkan sebagian dari energi itu akan cukup untuk memenuhi permintaan energi seluruh dunia.

Tetapi untuk menghasilkan daya menggunakan teknologi OTEC yang ada, perbedaan suhu antara perairan permukaan dingin dan hangat harus setidaknya 20 derajat Celcius (36 derajat Fahrenheit), yang berarti bahwa tanaman harus memiliki akses ke air dari laut dalam. Jumlah situs di seluruh dunia di mana pembangkit listrik OTEC layak hanya beberapa ratus. "Ini benar-benar teknologi tropis saja, " kata Nihous. "Jika Anda melihatnya dari perspektif Eropa Barat, Jepang, Amerika Utara, dan negara-negara maju kaya lainnya, dampaknya benar-benar terbatas pada daerah terpencil seperti Hawaii, Guam, dan Samoa Amerika."

Ada juga pertanyaan tentang bagaimana OTEC dibandingkan dengan sumber daya terbarukan lainnya yang telah berhasil mencapai kematangan komersial. Satu keuntungan utama yang dimiliki OTEC dibandingkan energi terbarukan lainnya, seperti angin dan energi matahari, adalah kenyataan bahwa OTEC adalah sumber beban-dasar, yang berarti bahwa itu adalah sumber daya yang konstan dan stabil, tidak seperti matahari dan angin, yang merupakan sumber yang terputus-putus cenderung rentan. untuk fluktuasi terkait cuaca. Ini membuat daya yang dihasilkan OTEC tiga kali lebih berharga dari sumber lain, menurut beberapa perkiraan.

"ONR bermaksud untuk melanjutkan pendanaan penelitian di Makai pada teknologi OTEC, bergantung pada ketersediaan uang di tahun-tahun mendatang, " kata Freeman.

Dicetak ulang dari Climatewire dengan izin dari Environment & Energy Publishing, LLC. www.eenews.net, 202-628-6500