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Por Frank Hartzell

Nota del editor: esta es la segunda de una serie de dos partes, en la que el autor analiza el potencial de la energía marina frente a California, centrado en la costa de Mendocino. La parte 1 analizó la energía eólica. La parte 2 es una mirada hacia atrás y hacia el futuro de la energía de las olas.

FORT BRAGG, 6/8/21 - Imagine un enchufe eléctrico gigantesco que sale del océano y que podría proporcionar energía de las olas en alta mar para Fort Bragg, Mendocino, Eureka y más. Esa fue una vez la visión costera de los defensores de la energía de las olas, desde los especuladores inmobiliarios del sur de California hasta el gigante petrolero Chevron. Pero esa ola de propuestas, liderada por WaveConnect de PG&E, desapareció hace más de una década.

Ahora, los ojos del mundo de las energías renovables están de vuelta en las aguas de la costa oeste. La industria ahora espera que el enchufe de energía proveniente de alta mar provenga de torres de turbinas eólicas lejanas que se asentarían permanentemente sobre plataformas flotantes ancladas, según muestran las entrevistas con los principales líderes de la industria y reguladores, con Morro Bay y el condado de Humboldt liderando el camino en las propuestas emergentes de energía eólica. fuera de California. El martes 25 de mayo se hizo un anuncio importante sobre este tema.

En la segunda parte de una serie de dos partes que comenzó con una mirada a lo que está sucediendo con la energía eólica en California, este artículo aborda la energía de las olas en California con una mirada a la dramática historia y cuán altas son las esperanzas de que el océano pueda ayudar a impulsar una economía renovable. Hablamos con más de una docena de expertos en el campo, incluidos desarrolladores de energía eólica y de las olas, reguladores y organizaciones sin fines de lucro. Entre los más destacados se encontraban Tim Ramsey, jefe de energía marina e hidrocinética del Departamento de Energía de EE. UU. Y Jason Busch, director ejecutivo de Pacific Ocean Energy Trust en Portland. La primera parte se centró en la energía eólica. Esta segunda parte se centra en la energía de las olas y las mareas. Actualmente no hay planes o propuestas para el desarrollo de energía undimotriz al norte del Área de la Bahía, pero la tecnología está evolucionando rápidamente para uso a pequeña escala impulsando lo que comúnmente se llama "la economía azul" y se planea probar dispositivos a mayor escala en Oregon, lo que podría ofrecer soluciones de energía desde ríos hasta ciudades frente al mar.

Los defensores de la energía marina dicen que no hay forma de que la humanidad pueda enfrentar el desafío del cambio climático sin aprovechar el océano para obtener energía renovable. Aunque el proceso ambiental que involucra a más de una docena de agencias reguladoras se ha simplificado durante gran parte de la última década, quedan grandes interrogantes. Muchos defensores de la protección de los océanos, desde las comunidades ambientales y pesqueras hasta las Surfrider Foundation, dicen que el riesgo para un océano ya comprometido es alto y se debe tener el mayor cuidado.

La energía de las olas se hace grande al volverse pequeña

Ya no se prevé que la energía de las olas alimente la red en ningún momento de la próxima década, pero se están realizando estudios que podrían dar como resultado que la energía de las olas se combine con muchos usos en el mar, incluida la tecnología de desalinización, para llevar agua dulce al creciente número de lugares secos en el mundo. .

Una empresa con sede en Boston, Resolute Marine, ha desarrollado un dispositivo de energía de las olas a pequeña escala que produce agua dulce a partir del movimiento de las olas del océano a través de un convertidor de ósmosis inversa. Resolute Marine está en proceso de desarrollar la tecnología en dos lugares de África, Cabo Verde y Sudáfrica, pero el pequeño dispositivo de admisión sumergido con tanques de ósmosis inversa en tierra también podría funcionar en lugares plagados de sequía como Fort Bragg. El dispositivo de desalinización y energía de las olas de Resolute Marine también se está desarrollando en Oregón para crear agua dulce y energía durante los tan temidos Desastre del terremoto de Cascadia, cuando millones en todo el noroeste del Pacífico podrían quedarse durante semanas sin agua y electricidad, dice el director ejecutivo Bill Staby. 

Un dispositivo de energía de las olas creado por Resolute Marine LLC produce agua dulce a partir de la energía de las olas del océano, en lugar de la energía eléctrica. Cortesía- Resolute Marine

Es probable que la financiación y la investigación de la energía eólica marina, que ahora alcanza un punto álgido en todo el mundo, impulse otras formas de energía del océano, según los informes de la industria y el gobierno. Una nueva oleada de estudios e interés en la energía de las olas, las mareas y las corrientes hidrocinéticas de las olas marinas, incluidas las primeras pruebas de energía de las olas basadas en los océanos de California, está aumentando en todo el mundo, justo a tiempo para el aumento esperado de la financiación y el interés de la Administración Biden. financiación y promoción de la energía en alta mar. Ahora, con un importante experimento de energía undimotriz en Oregon que se lanzó en marzo, Estados Unidos finalmente podría comenzar a ponerse al día en el campo de la energía marina renovable en el futuro. La energía hidrocinética se considera un animal científico y regulador diferente a la energía hidroeléctrica que alimenta las represas.

En lugar de requerir la maraña de cables e instalaciones necesarias para conectarse a la red eléctrica, la nueva energía de las olas que se rompe en este momento crearía plantas de energía de energía de las olas mucho más pequeñas que funcionan en el mar y producen energía de la misma manera que lo haría un generador diésel, dijo Tim Ramsey. , quien ha estado a cargo de la energía marina para el Departamento de Energía de EE. UU. desde 2005.

Ramsey dijo que si bien la energía de las olas más importante para la red para alimentar hogares y pueblos probablemente esté a una década de retraso, los proyectos de escala mucho más pequeña están en camino antes y podrían cambiar el mundo de la investigación oceánica al proporcionar energía limpia en el mar. También podrían trabajar para plantas de energía eólica que alimentan la red, la acuicultura en alta mar y la investigación científica.

“Hay miles y miles de sensores que están en el agua todo el tiempo involucrados en la investigación. Hay pequeños vehículos operados por control remoto que circulan recolectando muestras. Estas máquinas funcionan con baterías y, a veces, cuando se gastan, simplemente van al fondo del océano ”, dijo Busch de Pacific Ocean Energy Trust.

"La industria está desarrollando formas en este momento para que esos vehículos operados a distancia lleguen a una estación de acoplamiento bajo el agua, que funciona con un dispositivo de energía de las olas en la superficie, que permite que la máquina entre, se acople automáticamente y recargue sus baterías". 

La concejal de la ciudad de Fort Bragg, Lindy Peters, ha impulsado durante mucho tiempo la desalinización como una forma de proporcionar a la ciudad una nueva fuente de agua y autosuficiencia local en un momento en que se espera que el cambio climático haga que el agua dulce sea más escasa en todas partes, incluido el río Noyo. La idea ha sido recibida con interés y apoyo inicial para explorar la idea de algunos otros miembros del consejo en los últimos años y ahora Fort Bragg enfrenta una escasez de agua crítica.

Bill Staby, cofundador y director ejecutivo de Boston, con sede en Marine resuelto, dijo que California sería ideal para el dispositivo de desalinización de energía de las olas si no fuera por el tiempo que lleva obtener los permisos en California. Funcionarios de Santa Bárbara se pusieron en contacto con Resolute durante la sequía de 2017, pero el plazo resultó ser demasiado largo.

Staby dijo que los costos de capital iniciales serían más altos en este momento que para una planta desalinizadora alimentada con combustibles fósiles, pero a largo plazo, la energía de las olas y el agua de mar son recursos renovables y pueden presentar una solución que se ajuste mejor al cambio climático y los valores ecológicos.

“Wave Energy es ideal para la desalinización, particularmente el proceso de desalinización por ósmosis inversa”, dijo, y explicó que la consistencia y permanencia de la fuente de energía crean una oportunidad obvia tanto para la energía renovable como para el agua para una comunidad costera.

Después de enterarse del dispositivo Resolute Marine Energy, Peters dijo que se pondría en contacto con Staby para averiguar más.

Por ahora, la ciudad se está tomando en serio la desalinización a pequeña escala, pero no con la energía de las olas. John Smith, director de obras públicas de la ciudad de Fort Bragg, dijo que se está trabajando en un pequeño dispositivo de desalinización convencional que tendrá múltiples usos.

“Estamos trabajando en planes para un sistema de tratamiento de desalinización por ósmosis inversa montado sobre patines. Se espera que sea una unidad de 200 galones por minuto que filtrará el agua salobre de nuestra toma existente en el río Noyo. Estamos trabajando con una empresa de ingeniería para proporcionar especificaciones y un memorando de adquisición para los proveedores de equipos de tratamiento ”, dijo Smith en un correo electrónico.

Emergen los primeros dispositivos de energía de las olas del agua en California

El primer estudio en el mar de California sobre la energía de las olas marinas ahora está planeado para 1000 pies del muelle en las instalaciones del Instituto de Investigación Scripps en San Diego. CalWave, una empresa privada surgió de una propuesta ganadora de un premio por un dispositivo que se asemeja a una alfombra del fondo marino y asumió un papel de liderazgo en la industria de California. La idea de la alfombra llevó a trabajar en muchos otros enfoques, desde boyas hasta varios dispositivos de presión basados ​​en el lecho marino, dijo Marcus Lehmann, director ejecutivo y fundador de CalWave, en una entrevista.

Las esperanzas son que el proyecto llegue al agua en 2021. El pequeño dispositivo que se probará está destinado a ser un generador a pequeña escala para proporcionar energía de las olas para usos en alta mar, como granjas de acuicultura y proyectos de investigación no conectados a la costa. Se cree que esta es la primera prueba oceánica de energía de las olas en California realizada por Ramsey y otros entrevistados.

Hay un proyecto de energía mareomotriz experimental en proceso para la Bahía de San Francisco, que sería el primer proyecto de energía mareomotriz en llegar al agua en California si los planes continúan.

“La Administración Biden está interesada en expandir la generación de energía alternativa. Esperamos que eso incluya más interés en el tipo de proyecto que estamos haciendo y que se expanda a otros proyectos ”, dijo Sheikh Nayeem, quien dirige ese proyecto de energía mareomotriz para CalMaritime, una estación de investigación de la Universidad Estatal de California en Vallejo. El plan es un proyecto experimental para aprovechar de 5 a 10 kilovatios hora de energía de las mareas que fluyen a través del Estrecho de Carquinez en el extremo norte de la Bahía de San Francisco. Nayeem dijo que el calendario es llegar al agua en unos tres años.

El nuevo centro de pruebas de energía undimotriz en Oregón volverá a poner a EE. UU. A la vanguardia

Todavía hay sueños mucho más grandes de energía limpia para la red a partir de las olas, pero se considera que faltan más de una década. Además de la prueba del sur de California, CalWave también planea ser parte de un nuevo proyecto importante de investigación de energía de las olas conectadas a la red en las afueras de Oregón, anunciado en febrero, llamado PacWave, que ha devuelto la energía de las olas a los titulares. Con tanta investigación lista para llegar al océano, Estados Unidos ha vuelto a la vanguardia del desarrollo mundial de la energía de las olas. El proyecto Pac Wave de la Universidad Estatal de Oregon, para estar en el centro de la investigación de la energía de las olas en los EE. UU., Superó una propuesta de California a través de Cal Poly San Luis Opisbo.

La Oficina de Gestión de la Energía Oceánica (BOEM) anunció a principios de este año la emisión de una arrendados frente a Oregón para lo que sería el primer proyecto de investigación de energía de las olas en aguas federales frente a la costa oeste de EE. UU. Luego, el proyecto recibió una licencia en marzo por parte de la Comisión Federal de Regulación de Energía, lo que dio paso a que el proyecto realizara experimentos y se conectara a la red eléctrica, posiblemente para este verano, que sería un gran momento innovador para la energía de las olas.

Fort Bragg alguna vez tuvo un papel importante en la energía de las olas

Hace más de una década, las aguas del océano frente a Fort Bragg y Mendocino (y gran parte de California y Oregón) estaban permitidas durante un proceso regulatorio llevado a cabo por la Comisión Reguladora de Energía Federal (FERC). Entre 2007 y 2012, la FERC otorgó permisos preliminares en aguas cercanas a la costa del estado a estas empresas. FERC no puso al estado de California, mucho menos al condado y la ciudad, en el circuito antes de hacerlo. Esto creó un alboroto en el que los condados de Oregon y California solicitaron sus propios permisos preliminares. Las ciudades y condados del norte y centro de California, incluida la ciudad de Fort Bragg, se involucraron en el problema tanto a nivel local como nacional.

Al mismo tiempo, el Servicio de Gestión de Minerales (ahora BOEM) tenía su propio proceso competitivo de concesión de permisos de arrendamiento de energía de las olas en esas aguas federales alejadas de la costa. Durante los últimos 10 años, la competencia entre agencias federales se ha convertido en un proceso colaborativo de regulación y permisos entre la FERC federal independiente, la BOEM federal y la oficina de energía marina e hidrocinética de Ramsey en el DOE, que lidera la investigación y el financiamiento en energía marina. 

Los residentes de Fort Bragg en 2009 protestaron contra el proceso regulatorio de la Comisión Federal de Energía (FERC). El proceso otorgó arrendamientos de energía undimotriz a corporaciones sin involucrar a los gobiernos estatales o locales. Las lecciones aprendidas de ese proceso se están utilizando en los procesos actuales de energía eólica marina y de las olas, según muestran las entrevistas.

Finalmente, FERC y Minerals Management Service terminaron llegando al pequeño Fort Bragg para recopilar información sobre el tema de la energía de las olas. Las agencias federales dijeron que habían escuchado más sobre el tema en la costa de Mendocino que en cualquier otro lugar del país, dijeron fuentes de las agencias federales en ese momento.

El hecho de que FERC no incluyera a la Comisión de Tierras del Estado de California en el proceso acabó con todo el proceso en el estado. Los pescadores comerciales se opusieron firmemente a los permisos de energía de las olas, al igual que muchos ambientalistas, diciendo que los cables utilizados podrían enredar ballenas y redes de pesca y causar otros daños al océano. Un gran escándalo que involucró a compañías petroleras, fiestas sexuales y funcionarios de MMS finalmente mató a esa agencia federal. Luego, la Administración del presidente Barack Obama creó BOEM para reemplazar a MMS. Las lecciones aprendidas durante este proceso y, en particular, la extensa documentación del proceso por parte del programa Wave Connect de PG&E han ayudado a informar el proceso ahora en curso, dijeron los líderes de la industria. Desde entonces, la ciudad de Morro Bay en la costa central ha estado en el centro de las propuestas de energía de las olas, con poco más que mostrar de todos sus esfuerzos que Fort Bragg hasta ahora.

Alaska, Hawái tienen roles protagónicos

La Marina de los EE. UU. Opera un sitio de prueba de energía de las olas para la energía de las olas frente a Hawái. Las islas, especialmente las que se encuentran en aguas más cálidas, tienen un tremendo potencial de energía marina según el Departamento de Energía. La minúscula Samoa tiene más potencial de energía marina que todas las 48 costas inferiores del Atlántico y el Pacífico de los EE. UU. Combinadas (menos Alaska y Hawai), según las cifras proporcionadas por el DOE. (ver gráfico)

Curiosamente, uno de los lugares más importantes para desarrollar la energía de las olas y las mareas oceánicas ha sido el interior de Alaska, donde se han colocado en los ríos dispositivos similares a los que se usarían en la energía de las mareas para proporcionar energía a las ciudades donde los costos de la energía son astronómicos. En Igiugig, Alaska, Ocean Renewable Power Company (ORPC) ha demostrado su sistema de energía RivGen de 40 kW en el río Kvichak. Operó durante todo 2020 y demostró su capacidad para sobrevivir a los duros inviernos de Alaska. Se está preparando un segundo sistema de energía RivGen® para su implementación en Igiugig este verano. Estos dispositivos han demostrado que la generación de energía hidrocinética en funcionamiento es relevante para los dispositivos oceánicos y de mareas en el futuro en una variedad de tecnologías a pequeña escala, dijo Ramsey del DOE. 

La energía hidrocinética es un comodín muy importante en el mundo de las energías alternativas. Convierte la energía comparativamente densa del agua en movimiento natural en energía eléctrica. La energía marina incluye la hidrocinética en forma de energía de las corrientes oceánicas, las mareas y las olas. La energía marina no hidrocinética incluye propuestas de gradiente de temperatura, que generan energía al moverse desde las cálidas aguas superiores a las gélidas profundidades del océano. Las propuestas hidrocinéticas también se encuentran a menudo en los ríos, como una propuesta exitosa que alimenta una aldea de Alaska a través de dispositivos hidrocinéticos en el río. El éxito de ese proyecto ha ayudado a impulsar la investigación y el desarrollo de la hidrocinética en ríos, mareas y océanos, dijo Ramsey. 

La tecnología hidrocinética es antigua

Aparte del fuego, la hidrocinética es una de las fuentes de energía más antiguas del mundo, habiendo hecho girar muelas de grano durante milenios. Los antiguos romanos incluso crearon una energía de marea oceánica en Gran Bretaña que también hizo girar ruedas de agua, llamadas molinos de marea. 

Haciendo olas con el poder de las mareas

La energía hidrocinética puede provenir de las olas del océano, las mareas, las corrientes oceánicas o el flujo de los ríos. La energía de las olas fluye al mismo ritmo día y noche, lo que la hace muy atractiva para combinar con tecnologías de energía alternativa como la solar y la eólica marina, que varían según la hora del día, dejando la red con fuentes de energía mucho más estables. (La energía solar produce durante el día, mientras que la energía eólica marina es mucho mayor durante la noche y la energía eólica en general es mayor durante la noche).

Por más grandes que hayan sido las ideas durante décadas para aprovechar la energía de las olas, el poder de las tormentas, la corrosión y las corrientes del océano hasta ahora siempre ha sido mucho mayor. La energía de las olas fue una idea muy impopular en Fort Bragg durante los cuatro años que estuvo en los titulares locales 2007-2011, con la oposición de ambientalistas, intereses pesqueros y aquellos que querían una mayor participación local en la planificación y los trabajos.

Los permisos se emitieron a las principales corporaciones y PG&E antes de que el gobierno local y estatal supiera que existía el proceso (ver foto de la protesta).

Una gran parte del gran experimento Pac Wave en Oregon es comprender y mitigar los problemas ambientales, así como encontrar la tecnología más productiva y eficiente para producir energía. Seis convertidores de energía oceánica, dos diseños de turbinas y tres sistemas de control y toma de fuerza están recibiendo premios del DOE para trabajar allí, así como un proyecto que ayudará con la obtención de permisos para un total de 12 proyectos, dijo Ramsey. El DOE estimó que en 2020 había 25 empresas de energía de las mareas oceánicas y 50 empresas de energía de las olas en los EE. UU. En 2019, el mercado mundial de energía de las olas se valoró en $ 43.8 millones y es esperaba que más del triple para 2027, según el DOE.

Una de las propuestas más dramáticas fue la energía de las olas de Morro Bay que habría utilizado una antigua central eléctrica de PG&E de la década de 1950 con chimeneas de 150 pies, como enlace a la energía en alta mar. La ciudad de Morro Bay había firmado un contrato con GWave, que desarrolló un enorme dispositivo parecido a un barco y de hecho construyó uno en Louisiana antes de desaparecer de la escena con la promesa de permanecer una vez más en el reino de los sueños.

Escocia ha sido un líder en el estudio de la energía de las olas desde los inicios modernos de la investigación de la energía de las olas desde la década de 1970, cuando el profesor Stephen Salter de la Universidad de Edimburgo, Escocia, inventó el Salter's Duck, el primer dispositivo de energía de las olas que funcionaba. El pato, que se balancea en forma curva, mostró un gran potencial en las piscinas de prueba, pero nunca se desplegó en el mar. Los pioneros de la energía de las olas han estado trabajando de ida y vuelta entre las industrias emergentes en Australia, EE. UU., China y Japón y las áreas de prueba y despliegue más evolucionadas como Inglaterra y Escocia para la energía de las olas y Portugal y Francia para la tecnología de energía eólica flotante. 

Tipos de energía marina e hidrocinética

Las fuentes de energía marina e hidrocinética se encuentran reguladas e investigadas por muchas de las mismas agencias. Estos son los tipos básicos de energía que se obtienen de los procesos de movimiento del agua y el océano:

Energía de las olas: energía marina hidrocinética del movimiento de las olas del océano.

Energía mareomotriz: energía marina hidrocinética del movimiento de las mareas.

Energía de la corriente oceánica: energía hidrocinética del movimiento de las corrientes oceánicas como la Corriente del Golfo.

Hidrocinética de ríos: energía del movimiento de los ríos, utilizando los mismos principios que la energía de las mareas y las corrientes oceánicas.

Potencia de gradiente de temperatura: potencia que adquieren los dispositivos que se mueven desde las heladas profundidades del océano hasta la superficie. No se considera poder hidrocinético

Energía hidroeléctrica: es producida por la energía del agua que cae a través de turbinas a elevaciones más bajas. No se considera comúnmente como poder hidrocinético.

Medidas de electricidad:

Un kilovatio (kW) son 1,000 vatios, un megavatio (MW) son 1,000 kilovatios, un gigavatio (GW) son 1,000 megavatios y un teravatio (TW) son 1,000 gigavatios. Por lo general, la electricidad se mide en horas, por lo que un kilovatio hora utiliza un dispositivo de 1000 vatios de forma continua durante una hora.

¿Cuánta electricidad consume una casa?

En 2019, el consumo promedio anual de electricidad para un cliente de servicios públicos residenciales de EE. UU. Fue de 10,649 kilovatios hora (kWh), un promedio de aproximadamente 877 kWh por mes. Luisiana tuvo el consumo de electricidad anual más alto con 14,787 kWh por cliente residencial, y Hawai tuvo el más bajo con 6,296 kWh por cliente residencial. (Administración de Información Energética de EE. UU.)

La Administración de Información Energética de EE. UU. Ofrece respuestas a muchas preguntas sobre la generación y el uso de energía en:https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=97&t=3

Este artículo fue publicado originalmente por La Mendocino Voice.

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