ENERGIA DAL GRADIENTE TERMICO OCEANICO (OTEC)

Il Caldo e il Freddo del Mare che Generano Energia: la rivoluzione silenziosa degli oceani.

Indice delle Tecnologie Marine:

1. Energia da moto ondoso (Wave Energy)
   Dispositivi che catturano l’energia delle onde superficiali trasformandola in elettricità. Possono essere galleggianti, a colonna d’acqua oscillante o a bracci meccanici.

2. Energia mareomotrice (Tidal Energy)
   Impianti che sfruttano l’innalzamento e l’abbassamento periodico delle maree. Esistono sbarramenti a bacino e turbine sottomarine che funzionano come dighe reversibili.

3. Energia dalle correnti marine (Tidal Stream / Marine Current Power)
   Turbine sommerse simili a quelle eoliche, ma installate sui fondali marini per catturare l’energia delle correnti oceaniche costanti.

4. Energia dal gradiente salino (Blue Energy)
   Sistemi che sfruttano la differenza di salinità tra acqua dolce e acqua di mare (osmosi a pressione ritardata o elettrodialisi inversa).

5. Energia dal gradiente termico oceanico (OTEC – Ocean Thermal Energy Conversion)
   Impianti che utilizzano la differenza di temperatura tra le acque superficiali calde e quelle profonde fredde per azionare turbine.

6. Eolico offshore galleggiante
   Turbine montate su piattaforme galleggianti, capaci di operare anche in acque profonde, ampliando le aree marine sfruttabili.

L'Energia dal gradiente termico oceanico (OTEC) rappresenta una delle forme più affascinanti e innovative di blue energy, sfruttando una risorsa apparentemente semplice ma immensa: la differenza di temperatura tra le acque superficiali calde e le acque profonde fredde degli oceani tropicali. Questa tecnologia promette di fornire una fonte di energia di base continua e pulita, 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

Come funziona

Il principio alla base dell'OTEC è simile a quello di un motore termico. Richiede una differenza di temperatura di almeno 20°C tra l'acqua calda superficiale (circa 25-30°C) e l'acqua fredda delle profondità oceaniche (circa 5°C, prelevata a 800-1000 metri di profondità).

Esistono tre tipi principali di sistemi OTEC:

• Ciclo aperto: L'acqua di mare calda superficiale viene fatta evaporare sottovuoto. Il vapore risultante aziona una turbina per generare elettricità. Successivamente, il vapore viene condensato utilizzando l'acqua di mare fredda prelevata dalle profondità, producendo anche acqua dolce desalinizzata come sottoprodotto.

• Ciclo chiuso: Utilizza un fluido di lavoro (come l'ammoniaca, che ha un basso punto di ebollizione) che viene fatto evaporare dall'acqua di mare calda. Il vapore del fluido di lavoro aziona una turbina e poi viene ricondensato dall'acqua di mare fredda per ricominciare il ciclo.

• Ciclo ibrido: Combina elementi del ciclo aperto e chiuso. Utilizza l'acqua di mare calda per far evaporare il fluido di lavoro (ciclo chiuso) e poi il vapore del fluido aziona una turbina. Il vapore esausto viene condensato dall'acqua di mare fredda, e in un passaggio separato, l'acqua di mare fredda può essere utilizzata per desalinizzare ulteriore acqua dolce.

Vantaggi

• Fonte di base costante: A differenza di solare ed eolico, l'OTEC può produrre energia 24 ore su 24, poiché la differenza di temperatura negli oceani tropicali è pressoché costante. Questo la rende una fonte di "carico di base", altamente affidabile.

• Produzione di acqua dolce: I sistemi a ciclo aperto e ibrido possono produrre grandi quantità di acqua dolce desalinizzata, un sottoprodotto prezioso per le isole e le regioni costiere con scarsità d'acqua.

• Potenziale globale significativo: Si stima che gli oceani tropicali contengano un potenziale energetico sufficiente a soddisfare gran parte del fabbisogno energetico mondiale.

• Applicazioni multiple: Oltre all'elettricità e all'acqua dolce, l'acqua fredda e ricca di nutrienti delle profondità oceaniche può essere utilizzata per l'acquacoltura, la climatizzazione degli edifici e l'agricoltura con serra.

Svantaggi

• Costi di investimento elevati: La costruzione di grandi impianti OTEC, in particolare i lunghi condotti per l'acqua fredda, è estremamente complessa e costosa.

• Bassa efficienza termodinamica: A causa delle modeste differenze di temperatura, i sistemi OTEC hanno un'efficienza termodinamica intrinsecamente bassa, il che significa che devono movimentare enormi volumi d'acqua per generare elettricità in quantità significative.

• Impatto ambientale: Potenziale alterazione degli ecosistemi marini dovuto al pompaggio di grandi volumi d'acqua a diverse temperature e all'eventuale rilascio di nutrienti dalle acque profonde in superficie.

• Corrosione e biofouling: L'ambiente marino ostile richiede materiali resistenti alla corrosione e sistemi efficaci per prevenire l'incrostazione biologica (biofouling) su scambiatori di calore e condotti.

Diffusione e applicazioni

L'OTEC è una tecnologia che ha visto periodi di intenso interesse e successivi rallentamenti a causa delle sfide tecniche ed economiche. Tuttavia, la ricerca e lo sviluppo stanno continuando, con impianti dimostrativi e prototipi in diverse parti del mondo, come alle Hawaii, in Giappone e in altre nazioni insulari che beneficerebbero maggiormente di questa tecnologia. Con l'avanzamento dei materiali e delle tecniche costruttive, l'OTEC potrebbe diventare un contributore importante al mix energetico rinnovabile, specialmente nelle regioni tropicali, offrendo una soluzione energetica stabile e multifunzionale.