Generator na dnu okeana prvi put proizveo više struje nego što je potrošio

Inženjerski tim kompanije Endurance Energy iz Seattlea spustio je generator na oceansko dno i pokrenuo ga toplotom podvodnog vulkana, želeći provjeriti može li sistem proizvesti više električne energije nego što mu je potrebno za rad. Rezultate eksperimenta nazvanog Adélie kompanija je objavila 19. oktobra u službenom saopštenju.

Test je izveden na Axial Seamountu, podvodnom vulkanu oko 480 kilometara od obale Oregona. Na dubini od oko 1.500 metara morsko dno ispušta vrelu vodu: morska voda prodire u pukotine dna, zagrijava se od rastopljenog kamena ispod vulkana i vraća u okean kroz takozvane hidrotermalne otvore. Upravo tu energiju Endurance je pokušao iskoristiti, slično kao kopnene geotermalne elektrane koje iz podzemlja crpu vrelu vodu ili paru za pogon turbine i generatora.

Kako je izveden test

Inženjeri su prvo izbušili bunar 16 metara ispod okeanskog dna i u njega ugradili cijev. Voda je izlazila na oko 260 stepeni Celzijusa, ali je protok bio preslab za pokretanje generatora, pa je sistem Adélie priključen na obližnji prirodni hidrotermalni otvor. Tokom eksperimenta 27. septembra temperatura vode iznosila je oko 281 stepen — zahvaljujući velikom pritisku na toj dubini voda ostaje tečna i na temperaturama daleko iznad tačke ključanja. Turbina je tokom rada dostigla oko 26.000 obrtaja u minuti, a opremom se upravljalo iz Seattlea putem postojeće podmorske kablovske mreže Regional Cabled Array, kojom upravlja Univerzitet Washington.

Nakon odbijanja potrošnje pumpi i druge opreme, kompanija je prijavila medijan viška od oko 2 kilovata tokom intervala od 8,7 sekundi, s vrhuncem od 16,5 kilovata. Test je prekinut kada se aktivirao sigurnosni sistem koji štiti bateriju od prejake struje, a oko 10 minuta kasnije kabl napajanja pumpe otkazao je pri pokušaju ponovnog pokretanja.

Planovi za budućnost

„Gentoo, Enduranceov sljedeći testni generator od 100 kW, je nadograđeni Adélie. Instalira se ove zime i cilja veću snagu i duže radne cikluse“, izjavio je za ScienceAlert osnivač i generalni direktor kompanije Andrew Redd. On je dodao da će nova oprema riješiti probleme sa zaštitom baterije i kablom pumpe, te da kompanija sljedeće godine uvodi novu bušaću opremu koja će dostizati dubinu do 500 metara, umjesto sadašnjih 80 metara. Dublji bunari, očekuje kompanija, trebali bi osigurati veći protok vode.

Dugoročni cilj kompanije je snabdijevanje potrošača na kopnu. Prvi komercijalni projekt, kako kompanija navodi, razvija se na Tongi, pacifičkoj ostrvskoj državi čija elektroenergetska mreža uglavnom zavisi od uvezenog dizela, a prva struja planirana je 2027. godine. Redd je ipak priznao da tim mora postići kontinuiranu proizvodnju iz bušenog bunara i razviti opremu koja bi pouzdano radila mjesecima ili godinama.

Ograničenja i ekološka pitanja

Objavljeni podaci odnose se samo na proizvodnju struje tokom rada i ne uključuju energiju utrošenu na transport, bušenje i instalaciju. Mjerenja je prijavila sama kompanija, a saopštenje ne uključuje naučni rad koji je prošao recenziju. Električnu energiju iz otvora na morskom dnu naučnici su proizvodili i ranije — kineski tim je u studiji objavljenoj 2016. u časopisu Applied Energy opisao uređaj koji je temperaturnu razliku između vruće vode iz otvora i hladne morske vode pretvarao u struju, kontinuirano proizvodeći 2,6 do 3,9 vata i napajajući podatkovni loger i LED lampu.

Otvorena su i ekološka pitanja: mikrobi oko otvora koriste hemijske spojeve za energiju, a na njima zavise cjevaste gliste i druge životinje. Endurance navodi da je lokaciju bušenja odabrao dalje od dimnjaka otvora i obližnjih životinja te da monitoring nije pokazao značajniju promjenu u životu oko lokacije. Prema saopštenju, više od 40 uzoraka vode, stijena i minerala poslano je u nezavisne laboratorije na analizu, dok dugoročne efekte tek treba utvrditi.

„Svjesni smo da veći sistemi koji rade kontinuirano godinama mogu uticati na okolni stub vode, biološke zajednice i stanište na morskom dnu“, rekao je Redd, dodavši da kompanija s nezavisnim istraživačima radi na daljim analizama i studijama.

Eksperiment je pokazao da generator može kratkotrajno proizvesti više struje nego što je troši. Sljedeći test je može li raditi neprekidno — duža postavljanja pomoći će i da se utvrdi kako utiče na okolni okean.