Molte comunità costiere e insulari, come le Hawaii, hanno una vasta risorsa di energia rinnovabile che scorre proprio al largo. Ora, con la guida dell'atlante dell'energia marina aggiornato, queste comunità potrebbero presto sostituire i costosi combustibili fossili con energia marina locale, conveniente e affidabile. Credito:NREL
Nags Head, nella Carolina del Nord, afferma di avere alcuni dei migliori surf e le migliori onde della costa orientale degli Stati Uniti. Ma le loro onde potenti non sono solo per le tavole da surf. Alcune delle più recenti tecnologie di energia rinnovabile potrebbero sfruttare queste forze oceaniche per generare energia pulita.
L'energia oceanica può fornire molti più vantaggi rispetto a un'aria più pulita:le comunità costiere, dove vive circa il 40% degli americani, spesso pagano di più per l'energia meno affidabile e sono particolarmente vulnerabili agli impatti dei cambiamenti climatici, come l'innalzamento del livello del mare e tempeste e uragani sempre più violenti . Molte città e paesi, tra cui Nags Head, sono desiderosi di sfruttare le loro risorse naturali per costruire sistemi energetici più convenienti e più affidabili e mantenere la loro energia. E mentre Nags Head potrebbe avere esperti di energia marina che vivono proprio in fondo alla strada, la maggior parte delle comunità non lo fa.
Quello che hanno è un computer.
Con strumenti gratuiti e pubblicamente disponibili, come l'Atlante dell'energia rinnovabile e l'Atlante dell'energia marina del National Renewable Energy Laboratory (NREL), chiunque in qualsiasi parte del mondo può accedere ai dati di cui ha bisogno per iniziare a pianificare il proprio futuro di energia pulita. Ora, le nuove funzionalità dell'Atlante dell'energia marina rendono ancora più facile per le comunità decidere come e dove incorporare l'energia marina nel loro mix energetico e per gli sviluppatori di energia marina scoprire quanta elettricità potrebbe produrre il loro dispositivo in vari siti statunitensi.
"È uno strumento analitico", ha affermato Katie Peterson, project manager di NREL, parlando dell'Atlante dell'energia marina, "ma sta anche consentendo alle persone, la gente del posto, di essere informate su ciò che è possibile per le loro comunità. Sta democratizzando l'energia marina in modo visivo modo. L'ho amato non appena l'ho saputo."
Gli Stati Uniti vantano sufficienti risorse energetiche marine - energia contenuta nelle onde oceaniche o fluviali, maree e correnti - per soddisfare quasi il 60% del fabbisogno elettrico annuale degli Stati Uniti. Parte di quel potere non può essere praticamente imbrigliato. Ma, per costruire un futuro di energia pulita al 100%, il mondo ha bisogno di tutta l'energia rinnovabile che può ottenere. L'energia marina potrebbe anche essere una fonte di energia particolarmente significativa per le comunità costiere che spesso dipendono da costose spedizioni di combustibili fossili.
Ma poiché l'energia marina è ancora relativamente giovane, è stato difficile accedere a dati solidi.
"Stiamo cercando di rendere il Marine Energy Atlas colorato, bello e informativo come gli strumenti che la National Aeronautics and Space Administration può mettere a disposizione, il che sta sfidando se stesso", ha affermato Aidan Bharath, un ingegnere ricercatore presso NREL, che sta aiutando potenziare lo strumento. "Stiamo democratizzando i dati, rendendoli facili da usare per chiunque; allo stesso tempo, stiamo fornendo all'industria dell'energia marina ciò di cui ha bisogno per far avanzare le proprie tecnologie."
"Non ho visto nessuno strumento direttamente paragonabile", ha detto Bharath.
Supportato dall'Ufficio per le tecnologie dell'energia idrica del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti e costruito con l'aiuto dei ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory e dei Sandia National Laboratories, il Marine Energy Atlas recentemente aggiornato è, come sperava Bharat, sia bello che informativo. Gli utenti possono ingrandire la costa orientale e occidentale degli Stati Uniti, le Hawaii o l'Alaska per vedere quanto si alzano le onde o quanto velocemente si muovono le correnti in quelle acque. Vicino alla costa, l'atlante fornisce un punto dati ogni 200 metri (circa la lunghezza di due campi da calcio); una risoluzione spaziale così elevata è unica per l'Atlante dell'energia marina e un vantaggio per gli sviluppatori di energia marina che cercano un punto in cui installare il proprio dispositivo.
"Per prevedere le onde future, abbiamo bisogno di comprendere le onde storiche, i venti e il tempo", ha detto Bharath. Più dati sono, meglio è, motivo per cui il team ha appena aggiunto più dati retrospettivi (o storici) in modo che i ricercatori possano creare modelli per prevedere con maggiore precisione gli scenari climatici futuri. A partire da quest'anno, gli utenti possono accedere ai punti dati raccolti ogni tre ore negli ultimi 42 anni di ondate.
"Utilizzando queste stime retrospettive, puoi vedere la tendenza di quanto potrebbe essere alta l'altezza delle onde, in modo da poter stimare con precisione la potenza delle onde e l'energia delle onde che puoi raccogliere", ha detto Peterson. Entro la fine del 2022, l'atlante acquisirà anche più dati dallo strumento di mappatura globale dell'International Ocean Energy Systems. "Riceveremo un sacco di nuovi set di dati", ha affermato Peterson.
Più dati significano stime più accurate per sviluppatori e ricercatori di energia marina. Ma gli utenti non possono semplicemente saltare su un laptop ed elaborare rapidamente tutti i dati per ottenere la risposta di cui hanno bisogno. Quindi, Bharath ha creato uno strumento in grado di eseguire quell'elaborazione per loro, in pochi minuti. Con il nuovo strumento del fattore di capacità, gli utenti possono caricare informazioni sul proprio dispositivo di energia delle onde per stimare quanta elettricità potrebbe produrre, ad esempio, nelle acque al largo di Nags Head.
"Con il Capacity Factor Tool", ha affermato Bharath, "speriamo di rendere questi calcoli più facili, di fungere da primo trampolino di lancio per consentire a qualcuno di vedere quanto bene funzionerà il proprio dispositivo e trovare punti di distribuzione praticabili".
Bharath e il team di Marine Energy Atlas accolgono con favore il feedback degli utenti su questo nuovo strumento. Si stanno anche preparando ad aggiungere ancora più funzionalità. Presto, ad esempio, gli utenti potranno salvare le loro selezioni di dati così, quando tornano all'atlante, possono riprendere da dove si erano interrotti. Il team sta anche aggiungendo dati su nuove regioni, come il Golfo del Messico e i territori degli Stati Uniti nell'Oceano Pacifico. Alla fine, ha affermato Peterson, sperano di aggiungere informazioni sulle normative e sulle politiche sull'energia marina, sull'ecologia marina e sull'oceanografia per aiutare gli sviluppatori a trovare il sito ottimale per i loro progetti di energia marina.
Oggi, i principali utenti del Marine Energy Atlas sono sviluppatori di energia marina che sperano di commercializzare i loro dispositivi. Ma lo strumento potrebbe anche consentire a comunità come Nags Head di mappare come e dove miscelare l'energia di onde, maree, correnti, venti e raggi solari per costruire la migliore strategia di energia rinnovabile al servizio dei propri cittadini.
"La democratizzazione dei dati significa che tutti possono accedere alle stesse informazioni degli ingegneri e delle autorità di regolamentazione dei dispositivi per l'energia marina", ha affermato Peterson. "In questo modo tutti sono al tavolo. Tutti possono avere il potere di cambiare il proprio futuro energetico". + Esplora ulteriormente
