La energía maremotriz dinámica o DTP es una tecnología no probada pero prometedora para la generación de energía maremotriz . Implicaría la creación de una estructura similar a una presa larga perpendicular a la costa, con la opción de una barrera paralela a la costa en el extremo más alejado, formando una gran forma de "T". Esta larga presa en forma de T interferiría con la hidrodinámica de las olas de marea paralelas a la costa, creando diferencias de nivel de agua en lados opuestos de la barrera que impulsan una serie de turbinas bidireccionales instaladas en la presa. Las olas de marea oscilantes que corren a lo largo de las costas de las plataformas continentales, que contienen poderosas corrientes hidráulicas , son comunes en, por ejemplo, China , Corea y el Reino Unido . [1] [2] [3] [4]
El concepto fue inventado y patentado en 1997 por los ingenieros costeros holandeses Kees Hulsbergen y Rob Steijn. [5]
En octubre de 2013 se completó un breve vídeo explicativo del concepto, que se puso a disposición en inglés en YouTube [6] y en chino en Youku [7] .
Una presa DTP es una barrera larga de 30 km o más que se construye perpendicularmente a la costa, que se extiende directamente hacia el mar, sin encerrar un área. A lo largo de muchas costas del mundo, el movimiento principal de las mareas transcurre paralelo a la línea costera: toda la masa de agua del océano se acelera en una dirección y, más tarde en el día, en la dirección opuesta. Una presa DTP es lo suficientemente larga como para ejercer una influencia en el movimiento de marea horizontal, lo que genera un diferencial de nivel de agua (altura) a ambos lados de la presa. La altura se puede convertir en energía, utilizando una larga serie de turbinas convencionales de baja altura instaladas en la presa. [8]
Las estimaciones de la diferencia máxima de altura que se puede obtener a partir de una variedad de configuraciones de presas se basan en modelos numéricos y analíticos. [1] [9] La información de campo obtenida a partir de las diferencias de nivel de agua medidas a través de barreras naturales confirma la creación de una altura significativa. La diferencia de altura (máxima) es mayor que la que se esperaría en situaciones de flujo estacionario (como ríos). La diferencia de altura máxima alcanza valores de hasta unos pocos metros, lo que se puede atribuir al carácter no permanente del flujo de marea (aceleración). [10]
Se estima que algunas de las presas más grandes podrían albergar más de 15 GW (15.000 MW) de capacidad instalada. [9] Una presa DTP con una capacidad instalada de 8 GW y un factor de capacidad de alrededor del 30% podría generar alrededor de 21 TWh al año. Para poner esta cifra en perspectiva, un ciudadano europeo medio consume unos 6.800 kWh al año, por lo que una presa DTP podría suministrar energía a unos 3 millones de europeos. [11]
La generación de energía maremotriz es altamente predecible debido a la naturaleza determinista de las mareas y es independiente de las condiciones meteorológicas o del cambio climático. La producción de energía varía con la fase de la marea (flujo y reflujo, marea viva y marea baja), pero los efectos a corto plazo se pueden evitar combinando dos represas, ubicadas a cierta distancia una de la otra (del orden de 150 a 250 km), cada una generando la máxima producción de electricidad mientras la otra genera una producción mínima. Esto proporciona una generación base predecible y bastante estable a la red eléctrica.
La energía maremotriz dinámica no requiere una amplitud de marea natural muy elevada , sino una costa abierta donde la propagación de la marea se produzca a lo largo de la costa. Estas condiciones de marea se pueden encontrar en muchos lugares del mundo, lo que significa que el potencial teórico de la energía maremotriz dinámica es muy alto. A lo largo de la costa china, por ejemplo, se estima que la cantidad total de energía disponible es de 80 a 150 GW.
La presa de gran longitud puede combinarse con otras funciones, como protección costera, puertos de aguas profundas y de GNL, instalaciones de acuicultura, recuperación controlada de tierras y conexiones entre islas y tierra firme. Estas funciones adicionales pueden compartir los costos de inversión, ayudando así a reducir el precio del kWh.
Un desafío importante es que la prueba del funcionamiento de la DTP sólo puede demostrarse poniéndola en práctica. Probar el concepto de DTP a pequeña escala dentro de un proyecto de demostración no sería efectivo, ya que prácticamente no se produciría energía. Ni siquiera con una longitud de presa de aproximadamente 1 km (0,62 mi), porque el principio de la DTP es tal que la capacidad de generación de energía aumenta a medida que aumenta el cuadrado de la longitud de la presa (tanto la altura como el volumen aumentan de manera más o menos lineal a medida que aumenta la longitud de la presa, lo que resulta en un aumento cuadrático en la generación de energía). Se estima que la viabilidad económica se alcanza con longitudes de presa de aproximadamente 30 km (19 mi). [12]
En China se está considerando un proyecto de demostración que no implicaría la construcción de una presa, sino un canal recién excavado a través de una península larga con un istmo angosto (cuello). El canal tendría una altura de entre 1 y 2 metros (3,3 y 6,6 pies) y estaría equipado con turbinas bidireccionales de baja altura, similares al tipo que se utilizaría para la DTP a gran escala. [13]
Nunca se ha construido una presa DTP, aunque todas las tecnologías necesarias para construir una presa DTP están disponibles. Se han realizado varios modelos matemáticos y físicos para modelar y predecir la " cabeza " o diferencial de nivel de agua sobre una presa de energía maremotriz dinámica. La interacción entre mareas y presas largas se ha observado y registrado en grandes proyectos de ingeniería, como Delta Works y Afsluitdijk en los Países Bajos . La interacción de las corrientes de marea con penínsulas naturales también es bien conocida, y dichos datos se utilizan para calibrar modelos numéricos de mareas. Se aplicaron fórmulas para el cálculo de masa agregada para desarrollar un modelo analítico de DTP. Los diferenciales de nivel de agua observados coinciden estrechamente con los modelos analíticos y numéricos actuales. [1] El diferencial de nivel de agua generado sobre una presa DTP ahora se puede predecir con un grado útil de precisión.
Algunos de los elementos clave necesarios incluyen:
En diciembre de 2011, el Ministerio de Economía, Agricultura e Innovación de los Países Bajos (EL&I) otorgó una subvención al consorcio POWER, dirigido por Strukton y gestionado por ARCADIS. La subvención máxima es de unos 930.000 euros, a la que se suma una cantidad similar de cofinanciación de los socios del consorcio. El grupo POWER lleva a cabo un estudio de viabilidad detallado sobre el desarrollo de la energía maremotriz dinámica (DTP) en China en un programa de tres años realizado conjuntamente con institutos del gobierno chino. [14] Los compromisos del programa para alcanzar en 2015, registrados en el marco de la iniciativa Energía Sostenible para Todos de las Naciones Unidas, incluyen: [15]
En agosto de 2012, la Administración Nacional de Energía de China formó un consorcio de empresas e institutos de investigación, encabezado por el Instituto General de Planificación y Diseño de Recursos Hídricos e Hidroeléctricos (también conocido como Instituto de Ingeniería de Energía Renovable de China), para investigar la DTP. El 27 de septiembre de 2012, China y los Países Bajos firmaron un acuerdo bilateral sobre cooperación en materia de DTP. Tras un intercambio técnico para verificar los principios, se realizó un estudio de modelado para seleccionar los sitios. En octubre de 2013, se inició un estudio de análisis económico más profundo para comprender mejor los costos y beneficios económicos de la DTP. [16]
En octubre de 2013 se completó un breve vídeo explicativo del concepto, que se puso a disposición en inglés en YouTube [6] y en chino en Youku [7] .
