海洋エネルギー

海洋エネルギーまたは海洋電力（海洋エネルギー、海洋電力、または海洋および流体力学的エネルギーとも呼ばれる）は、海の波、潮汐、塩分、および海水温の差によって運ばれるエネルギーを指します。世界中の海の水の動きにより、膨大な運動エネルギー、つまり運動エネルギーが蓄えられます。このエネルギーの一部は、家庭、輸送機関、産業に電力を供給するために発電するために利用できます。

海洋エネルギーという用語には、波力（表面波からのエネルギー）と潮力（大きな流水の運動エネルギーから得られるエネルギー）の両方が含まれます。洋上風力発電は、たとえ風力タービンが水上に設置されていたとしても、風力から得られるエネルギーであるため、海洋エネルギーの一種ではありません。

海洋は膨大なエネルギーを保有しており、人口が集中している場所の多くに近い。海洋エネルギーは、世界中に大量の新たな再生可能エネルギーを供給する可能性を秘めている。 ^[1]

世界的な可能性

海水温、塩分濃度、潮汐、海流、波、うねりの変化によって、年間20,000～80,000テラワット時（TWh/y）の電力を生み出す可能性がある^[2]

インドネシアは、国土の4分の3が海洋である島嶼国であり、認識されている海洋潜在エネルギーは49GW、理論上の海洋潜在エネルギーは727GWである。^[4]

海洋エネルギーの形態

海洋は、表面波、流体の流れ、塩分濃度の勾配、温度差などの形で、広大かつほとんど未開発のエネルギー源となっています。

米国および国際水域における海洋および水力発電 (MHK) または海洋エネルギー開発には、次のデバイスを使用するプロジェクトが含まれます。

波が大きい沿岸開放地域における波力発電装置。
沿岸部および河口域に設置された潮力タービン。
流れの速い河川に設置される水力タービン。
海流が強い地域における海流タービン。
熱帯深海における海洋熱エネルギー変換器。

海流発電

強い海流は、温度、風、塩分、海底地形、地球の自転の組み合わせによって発生します。太陽は主な原動力として働き、風と温度差を引き起こします。海流は流速と流れの位置にわずかな変動しかなく、方向は変化しないため、タービンなどのエネルギー抽出装置を配置するのに適した場所である可能性があります。

海流は世界中の多くの地域で気候を決定する上で重要な役割を果たしています。海流エネルギーの除去の影響についてはほとんど知られていませんが、遠方環境に対する海流エネルギーの除去の影響は、重大な環境問題となる可能性があります。ブレードの衝突、海洋生物の絡まり、音響効果などのタービンの典型的な問題は依然として存在しますが、移動目的で海流を使用する海洋生物のより多様な集団の存在により、これらの問題が拡大する可能性があります。場所は沖合にある可能性があり、そのためより長い電力ケーブルが必要になり、電磁出力で海洋環境に影響を及ぼす可能性があります。^[5]

浸透圧力

淡水と塩水が混ざり合う河口では、圧力遅延逆浸透プロセスと関連する変換技術を使用して、塩分濃度勾配に関連するエネルギーを利用できます。別のシステムは、海水に浸したタービンを通じて淡水の湧昇を利用することに基づいており、電気化学反応を伴うシステムも開発中です。

1975年から1985年にかけて重要な研究が行われ、PROおよびREDプラントの経済性に関するさまざまな結果が得られました。塩分発電に関する小規模な調査は、日本、イスラエル、米国などの他の国でも行われています。ヨーロッパでは、研究はノルウェーとオランダに集中しており、両国で小規模なパイロットがテストされています。塩分勾配エネルギーは、淡水と海水の塩分濃度の差から得られるエネルギーです。このエネルギー源は、熱、滝、風、波、放射線の形で自然界に直接発生しないため、理解するのは簡単ではありません。^[6]

海洋熱エネルギー

水は、直射日光で温められた表面から、日光が届かない深部まで、温度が異なります。この温度差は熱帯海域で最も大きいため、この技術は水域で最も適しています。流体を蒸発させてタービンを駆動し、発電や淡水化水の生成を行います。システムは、オープンサイクル、クローズドサイクル、ハイブリッドのいずれかです。^[7]

潮力発電

移動する大量の水から得られるエネルギーは、水力発電の一般的な形式です。潮力発電には、潮流発電、潮汐発電、動潮力発電の 3 つの主な形式があります。

波力発電

太陽からの太陽エネルギーは温度差を生み出し、風を生み出します。風と水面の相互作用によって波が生まれ、波が立つ距離が長いほど波が大きくなります。波エネルギーの可能性は、西海岸の両半球で緯度30度から60度の間で最大になります。これは、地球全体の風向によるものです。波力エネルギーを技術タイプとして評価する場合、最も一般的な4つのアプローチ、すなわち点状吸収ブイ、表面減衰器、振動水柱、および越波装置を区別することが重要です。^[8]

波力エネルギー部門は、商業化に向けて前向きなステップを踏み、産業の発展において重要な節目を迎えつつあります。より先進的なデバイス開発者は、現在、単体の実証デバイスを超えて、アレイ開発やマルチメガワットプロジェクトに進んでいます。^[9]大手電力会社の支援は、開発プロセスにおけるパートナーシップを通じて現れ、さらなる投資や、場合によっては国際協力の道を開きつつあります。

簡単に言えば、波力エネルギー技術は沿岸と沖合の両方に設置できます。波力エネルギー変換器は、深海、中層水、浅海など、特定の水深条件で動作するように設計することもできます。基本的な装置設計は、装置の位置と意図する資源特性によって異なります。

環境への影響

海洋エネルギー開発に関連する一般的な環境問題には、次のようなものがあります。

海洋哺乳類や魚が潮力タービンの羽根に衝突する危険性^[10]
海洋エネルギー装置の稼働時に放出される電磁場と水中騒音の影響^[11]
海洋エネルギープロジェクトの物理的な存在と、海洋哺乳類、魚類、海鳥の誘引や回避行動を変化させる可能性
近距離および遠距離の海洋環境や堆積物輸送、水質などのプロセスへの潜在的な影響^[12]

テチスデータベースは、海洋エネルギーの潜在的な環境影響に関する科学文献と一般情報へのアクセスを提供します。^[13]

参照

参考文献

^ カーボン・トラスト、未来の海洋エネルギー。海洋エネルギーチャレンジの結果：波力および潮力エネルギーのコスト競争力と成長、2006年1月
^ 「海洋の可能性」国際エネルギー機関 (IEA)。2015年5月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年8月8日閲覧。
^ 「海洋エネルギーシステムに関する実施協定（IEA-OES）、2007年年次報告書」（PDF）。国際エネルギー機関、Jochen Bard ISET 。2007年、5ページ。 2015年7月1日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2016年2月9日閲覧。
^ “Indonesian Ocean Energy”. indopos.co.id . 2014年2月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年4月5日閲覧。
^ “Tethys”. 2017年6月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年4月21日閲覧。
^ 「Ocean Energy Europe - Salinity Gradient」。2015年9月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年2月20日閲覧。
^ “Tethys”. 2017年6月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年9月26日閲覧。
^ “Tethys”. 2014年5月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年4月21日閲覧。
^ 「Ocean Energy Europe - 海洋再生可能エネルギーの業界団体 - ホーム」。2014年2月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年2月20日閲覧。
^ 「ダイナミックデバイス - テティス」。tethys.pnnl.gov 。 2018年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年4月5日閲覧。
^ “EMF - Tethys”. tethys.pnnl.gov . 2018年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年4月5日閲覧。
^ “Tethys”. 2018年6月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年4月21日閲覧。
^ “Tethys”. 2014年11月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。

さらに読む

Omar Ellabban、Haitham Abu-Rub、Frede Blaabjerg：「再生可能エネルギー資源：現状、将来の展望、およびその実現技術」 再生可能エネルギーおよび持続可能エネルギーレビュー39、(2014)、748–764、doi :10.1016/j.rser.2014.07.113。

外部リンク

海洋エネルギーシステム
欧州海洋エネルギー協会
欧州海洋エネルギーセンター（EMEC）
海洋エネルギー協議会
スーパージェン英国海洋エネルギー研究センター
海洋再生可能エネルギーに関する情報のポータルおよびリポジトリ
海洋エネルギープロジェクトデータベース
テチス - 風力と海洋再生可能エネルギーの環境影響
テティスエンジニアリング - 海洋エネルギーに関する技術情報
海洋および流体力学データリポジトリ

[1] カーボン・トラスト、未来の海洋エネルギー。海洋エネルギーチャレンジの結果：波力および潮力エネルギーのコスト競争力と成長、2006年1月

[2] 「海洋の可能性」国際エネルギー機関 (IEA)。2015年5月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年8月8日閲覧。

[3] 「海洋エネルギーシステムに関する実施協定（IEA-OES）、2007年年次報告書」（PDF）。国際エネルギー機関、Jochen Bard ISET 。2007年、5ページ。 2015年7月1日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2016年2月9日閲覧。

[4] “Indonesian Ocean Energy”. indopos.co.id . 2014年2月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年4月5日閲覧。

[5] “Tethys”. 2017年6月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年4月21日閲覧。

[6] 「Ocean Energy Europe - Salinity Gradient」。2015年9月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年2月20日閲覧。

[7] “Tethys”. 2017年6月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年9月26日閲覧。

[8] “Tethys”. 2014年5月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年4月21日閲覧。

[9] 「Ocean Energy Europe - 海洋再生可能エネルギーの業界団体 - ホーム」。2014年2月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年2月20日閲覧。

[10] 「ダイナミックデバイス - テティス」。tethys.pnnl.gov 。 2018年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年4月5日閲覧。

[11] “EMF - Tethys”. tethys.pnnl.gov . 2018年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年4月5日閲覧。

[12] “Tethys”. 2018年6月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年4月21日閲覧。

[13] “Tethys”. 2014年11月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。