Hoewel de oceaanenergiesector zich nog in een vroeg ontwikkelingsstadium bevindt, een nieuw rapport analyseert tien toekomstige opkomende technologieën om energie op te wekken uit de getijden en golven van de oceaan.

Voor een succesvolle commercialisering is een geïntegreerde systeembenadering noodzakelijk.

Er is nog steeds een bijna sciencefiction-fantasie voor nodig om ons voor te stellen dat we de permanente beweging van de oceanen kunnen gebruiken om onze steden en huizen van stroom te voorzien.

Nog, zulke ideeën staan ​​op designbureaus, door demonstraties van levensvatbaarheid te gaan, naar mogelijk commercieel succes.

De overstap naar economisch levensvatbare technologieën voor oceaanenergie is een enorme stap in de richting van decarbonisatie en de groei van de blauwe economie in veel kustgebieden.

Met slechts 17 MW in vergelijking met 15,8 GW offshore wind aan bedrijfscapaciteit geïnstalleerd in Europese wateren, meestal als demonstratie- of pre-commerciële primeurprojecten, elke technologische oplossing die wordt voorgesteld om de kloof te overbruggen tussen de R&D-fase en de commercialisering van apparaten voor oceaanenergie, kan voorlopig worden gezien als een toekomstige opkomende technologie.

Als onderdeel van het interne Low Carbon Energy Observatory (LCEO)-project van de Europese Commissie, het Gemeenschappelijk Centrum voor Onderzoek (GCO) ontwikkelt een inventaris van toekomstige opkomende technologieën die relevant zijn voor de energievoorziening.

30 experts op het gebied van oceaanenergie analyseerden de behoeften van de sector, en het soort innovaties om de kloof met de markt te overbruggen.

Het nieuwe rapport, Toekomstige opkomende technologieën voor de oceaanenergiesector:innovatie en game-changers bieden beleidsmakers en alle andere belanghebbenden op het gebied van oceaanenergie een scala aan innovaties die oceaanenergie op de markt kunnen brengen, maar er is nog meer O&O nodig, ondersteund door particuliere, nationale of Europese financiering, en dat zou helpen om het Europese leiderschap in deze opkomende sector te behouden.

De experts beschrijven de staat van vooruitgang van elk van de technologiefamilies, voordelen, technologische beperkingen, evenals hun technologiegereedheidsniveau.

Opkomende industrie boordevol ideeën

In Europa is een grote verscheidenheid aan concepten ontwikkeld voor de conversie van oceaanenergie, met meer dan 200 verschillende apparaten voorgesteld.

De experts praten over tien oceaanenergietechnologiefamilies, die golf- of getijdenomvormers groeperen, subsystemen en componenten die worden gekenmerkt door een gemeenschappelijk werkings- of ontwerpprincipe.

getijdenenergie

In termen van snelheid van ontwikkeling, de eerste generatie getijdenenergieconverters staat aan het hoofd van de groep.

Ze hebben het pre-commerciële stadium bereikt met de totale geïnstalleerde capaciteit van ongeveer 12 MW in Europa en de ontwikkelingssnelheid is gemiddeld, met apparaten die na 10+ jaar R&D volwassen zijn geworden.

Voor drijvende getijdensystemen zijn geen zware en dure funderingssystemen nodig.

Snelheid van de technologische ontwikkeling is gemiddeld/snel (dat wil zeggen tussen minder dan 5 tot 15 jaar), met enkele drijvende getijdenplatforms die zich al in een vergevorderd stadium van ontwikkeling bevinden.

Derde generatie getijdenenergieconverters halen energie uit een getijdenstroom of waterstroom met behulp van de zeilen, vliegers, of het simuleren van vis-zwemmende beweging.

De ontwikkelingssnelheid is gemiddeld/snel, en wordt beïnvloed door de ontwikkeling van materialen en ondersteunende technologie.

Golfenergie

Wat golfenergie betreft, het onderzoek gaat 40 jaar terug.

De beschikbaarheid van testfaciliteiten en nieuwe rekenhulpmiddelen maken onderzoek toegankelijker en openen nieuwe kansen die leiden tot een nieuwe benadering van de eerste generatie golfenergieconcepten.

De vooruitgang van kunstmatige intelligentie en leeralgoritmen bieden de mogelijkheid om ontwerpen te ontwikkelen die efficiënter zijn.

De ontwikkelingssnelheid ligt in het midden-langzame bereik.

Nieuwe golfenergieconcepten maken gebruik van de materiaalflexibiliteit en de omloopsnelheden van waterdeeltjes om golfenergie om te zetten in elektriciteit.

Ze worden gekenmerkt door een algehele eenvoud van ontwerp in vergelijking met eerste generatie golfenergie-apparaten.

Toch bevinden ze zich in een vroeg stadium van ontwikkeling, zonder apparaat geïnstalleerd in echte zee en het maximale vermogen voor het apparaat moet nog worden geïdentificeerd.

Innovatieve getijden- en golfenergie power take off

Deze grote groep verschillende benaderingen om energie uit de oceaan te halen en om te zetten in elektriciteit, biedt veel mogelijkheden voor innovatie en het ontsluiten van het potentieel van oceaanenergie in Europa.

Directe aandrijving, hydraulische en traagheidssystemen zijn geavanceerder.

Mechanische systemen kunnen in een relatief snel tempo werken, terwijl diëlektrische elastomeren een hoge ontwikkelingssnelheid bieden, maar meer R&D vereisen.

Meer informatie over deze concepten is beschikbaar via het Marinet 2 P Horizon 2020-project, het Wave Energy Scotland-programma en de European Marine Energy Centre-lijst van golf- en getijdenenergietechnologie.

Conclusies en aanbevelingen voor verder werk

Een geïntegreerde systeembenadering is vereist om succesvolle mariene energiesystemen te ontwikkelen; daarom wordt samenwerking met de industrie en betrokkenheid van fabrikanten van originele apparatuur vanaf de vroege ontwikkelingsfase aanbevolen.

Systeemcapaciteiten en -vereisten moeten naar behoren worden gedefinieerd en transparant worden gemaakt om de effectiviteit van toekomstige opkomende technologieën te vergroten en de toepasbaarheid op oceaanenergietechnologieën te vergroten.

De overdraagbaarheid van oplossingen uit andere sectoren, evenals de ontwikkeling van nieuwe technologieën en materialen kan een aanzienlijke invloed hebben op de snelheid van ontwikkeling van toekomstige opkomende technologieën voor oceaanenergie.

De impact van de toekomstige opkomende technologieën moet worden geplaatst in de context van de prioriteiten voor de oceaanenergiesector zoals geïdentificeerd door de Ocean Energy Roadmap en het SET-Plan Implementation Plan.

Een nadere analyse is nodig om te prioriteren welke opties de grootste impact op de sector kunnen hebben bij het behalen van de korte termijn doelen (2025 doelen) en lange termijn ambities (100 GW opgesteld vermogen in 2050).

Dit rapport bundelt de resultaten van een internationale workshop over opkomende energietechnologieën die in maart 2019 werd gehouden.