Energía térmica oceánica, un nuevo horizonte renovable en el mar

Concebimos la adopción de los combustibles fósiles en la revolución industrial en términos de hechos consumados, pero el mundo podía haber sido muy distinto. Por ejemplo, el primer Porsche, producido en 1898, fue un coche eléctrico, mientras que el inventor Brian Cove presentó los primeros paneles solares en 1905, aunque luego sufrió un misterioso secuestro que desbarató su aventura. De la misma forma, el físico francés Jacques Arsene d’Arsonval propuso ya en 1881 la energía térmica oceánica, conocida como OTEC por sus siglas en inglés. Arsene fue uno de los pioneros en explorar el potencial energético de los mares, pero su idea nunca llegó a cuajar del todo. Hasta ahora.     

¿Qué es la energía térmica océanica?

Antes de proseguir, veamos en qué consistía la propuesta del científico francés. La energía térmica oceánica es la que se puede obtener aprovechando las diferencias de temperatura entre las capas superficiales del océano y las capas más profundas. Es decir, generar electricidad a partir del calor almacenado en grandes cantidades de agua superficial y su contraste con el agua fría de las profundidades. Al fin y al cabo, el océano es una gigantesca batería de energía solar.

Ciento cincuenta años después, la teoría se ha traducido en dos enfoques tecnológicos que aprovechan ese diferencial térmico:

1. Plantas de energía térmica oceánica de circulación de agua superficial (OTEC): Estas plantas utilizan la diferencia de temperatura entre el agua caliente de la superficie y las capas profundas del océano para generar electricidad en un intercambiador de calor. El proceso implica el uso de un fluido con un bajo punto de ebullición como el amoníaco que, en un circuito cerrado, se evapora en contacto con las aguas superficiales más calientes y luego vuelve a condensarse en las capas más frías. El vapor resultante se utiliza para impulsar una turbina conectada a un generador eléctrico.
2. Bombas de calor oceánicas (OHP): Las bombas de calor oceánicas aprovechan la diferencia de temperatura entre el agua superficial y las capas más profundas para proporcionar calefacción o refrigeración. Este sistema utiliza el agua superficial para extraer o disipar calor, dependiendo de si se está enfriando o calentando un espacio, y luego bombea el agua a través de intercambiadores de calor para transferir el calor a la capa profunda o extraer calor de ella.

A efectos de este artículo, nos centraremos en las plantas de energía oceánica OTEC, que podrían convertirse en otra de las fuentes de energía renovable y sostenible tras algunas experiencias infructuosas en los años treinta y setenta del siglo XX.

La primera planta comercial de gradiente térmico oceánico

Las primeras plantas de energía OTEC se enfrentaron a diversos problemas técnicos por lo que, una vez que la crisis del petróleo de 1973 tocó a su fin, la tecnología cayó en el olvido. Sin embargo, con el comienzo del siglo XXI y el creciente interés en las energías renovables, se empezó a experimentar de nuevo con la energía térmica oceánica.

Así, comenzaron a  desarrollarse intercambiadores de calor más eficientes, a reducirse los riesgos de contaminación biológica que afectan a su rendimiento y a trabajar con metales como el aluminio. Incluso, ha habido experiencias de desalación  aprovechando el calor del océano mismo. Faltaba, eso sí, la primera planta comercial. Y es la dirección en la que están avanzando las investigaciones.

Tras los experimentos llevados a cabo en Hawái, Japón o Corea del Sur, trabajando con plantas OTEC que operan con potencias de kilovatios, se habla ya de plantas capaces de generar más de un megavatio en los próximos años. Una de ellas es la que una compañía británica planea instalar en las cálidas aguas africanas de la isla de Santo Tomé y Príncipe en 2025.

El proyecto tiene previsto aprovechar la elevada temperatura de las aguas de la superficie y el brusco contraste térmico que se produce al acabar la plataforma continental. Bautizada como “Dominique”, la planta se instalará en una gigantesca barcaza con una capacidad de generación eléctrica de 1,5 MW. Al bombear agua fría desde las profundidades, la tecnología también puede utilizarse en sistemas de aire acondicionado si se opta por una bomba de calor OHP. Además, se trata de agua rica en nutrientes que puede aprovecharse en acuicultura. 

Los retos de la energía térmica oceánica

Se considera que, en un futuro, este tipo de energía podría ser una solución para islas sin autonomía energética y combinarse con otras fuentes como la energía eólica o la fotovoltaica. No obstante, aún existen numerosos escollos que superar para construir plantas de energía con una vida útil prolongada.

El principal de ellos es la durabilidad de las tuberías ascendentes de agua fría. Para que estas sean eficientes y suministren suficiente agua fría a los intercambiadores de calor, necesitan alcanzar varios metros de diámetro y superar los setecientos cincuenta metros de profundidad. Las tuberías deben resistir el balanceo de la plataforma o barcaza OTEC sometida al oleaje y el viento, así como las fuertes corrientes submarinas. La empresa detrás del proyecto de Santo  Tomé y Príncipe está estudiando nuevos materiales y soluciones tecnológicas para afrontar ese reto.

Si todo sale bien, la compañía espera que las primeras generaciones de barcazas OTEC generen energía térmica oceánica con un coste 0,30 y 0,15 dólares por kilovatio. Más adelante, los proyectos a gran escala podrían reducir este coste a tan solo 0,05 dólares por kilovatio. Estas cifras son alentadoras, ya que hasta ahora se pensaba que se requerían plantas de 50 o incluso 100 MW para generar energía OTEC competitiva.

Fuentes:

• Nature

Imagen:

• Cortesía de Global OTEC