Energia: il Giappone la cerca nelle correnti oceaniche

Il Giappone non è stato fortunato nella distribuzione delle risorse naturali, ma qualcosa ce l’ha: un’ampia fascia costiera e il controllo delle acque territoriali, le seste più grandi al mondo, che rendono particolarmente attraenti le idee di energia alternativa basate sull’oceano e sulle sue forze.

I generatori di flusso di marea – come l’Orbital O2 da 2 MW che attualmente esporta energia nella rete al largo delle isole Orcadi in Scozia – potrebbero offrire una generazione di carico di base affidabile, ma in Giappone c’è un traffico marittimo così intenso che attraversa le aree con un potenziale di marea adeguato che è improbabile che l’idea funzioni.

Per questo motivo, l’azienda giapponese IHI e l’Organizzazione per lo sviluppo della tecnologia industriale e della nuova energia (NEDO) hanno sperimentato un’altra fonte di energia affidabile che, se sfruttata, potrebbe fornire energia eccezionalmente affidabile: le correnti oceaniche.

IHI e NEDO hanno messo in funzione Kairyu nel 2017, testandolo prima tirandolo dietro una nave e poi ancorandolo al fondo dell’oceano. Le correnti oceaniche offrono in genere un flusso imbrigliabile più lento rispetto a luoghi ben scelti per il flusso delle maree. L’O2, ad esempio, può erogare la sua potenza nominale con velocità dell’acqua comprese tra 2,5 e 4,5 m/sec. La corrente oceanica Kuroshio, invece, scorre a una velocità di 1-2 m/sec. Ma è enorme, fino a 100 km (62 miglia) di larghezza in alcuni punti, e si stima che muova ben 65 milioni di metri cubi d’acqua al secondo nel suo punto più forte, appena al largo della costa sudorientale del Giappone.

Esiste quindi il potenziale per collegare vaste schiere di turbine a corrente oceanica, condividere le linee di trasmissione e sottrarre una parte di una fonte di energia che IHI sti1 e dal 2017 hanno in prova un generatore di maree su piccola scala da 100 kilowatt. Praticamente si tratta di turbine, agganciate al fondale, che utilizzano le correnti oceaniche per generare elettricità, così come si possono utilizzare le acque contenute nelle dighe per muovere le turbine. 

Ciascuno dei tre galleggianti cilindrici di Kairyu è lungo circa 20 m e l’intera struttura è larga circa altrettanto. I due galleggianti esterni sono dotati di rotori a turbina bipala a passo variabile con un diametro di 11 m (36 ft), impostati in modo da ruotare in senso opposto per bilanciare le forze di coppia. Ciascuno di questi rotori fa girare un generatore da 50 kW.

I sensori di pressione dell’acqua tengono la macchina al corrente della sua profondità ed è in grado di gestire autonomamente la sua posizione con un sistema di regolazione dell’assetto. Allo stesso modo, i sensori di velocità della corrente informano Kairyu sulle decisioni relative al passo delle pale, che viene gestito per ottenere la massima efficienza, mentre altri sensori di posizione gli consentono di controllare gli angoli di beccheggio, imbardata e rollio utilizzando dispositivi di controllo dell’assetto sulle estremità posteriori dei galleggianti. Quando è necessaria una manutenzione, Kairyu solleva semplicemente il suo assetto e galleggia in superficie, dove può essere riparato, senza bisogno di bracci articolati come l’Orbital O2.

Dopo aver testato con successo Kairyu per un periodo di circa 3,5 anni, IHI afferma che spera di ridimensionare e ingrandire  questo dispositivo fino a 2 MW, con pale lunghe circa 40 m (132 piedi), per una versione di produzione in scala reale che potrebbe essere impiegata in numeri seri. L’obiettivo di lancio è il 2030 e, secondo Bloomberg, IHI prevede che i prezzi dell’energia oceanica attuale saranno quasi competitivi con quelli dell’energia solare giapponese. In effetti, secondo l’azienda, potrebbe essere una soluzione forte come fonte di energia a basso costo per le isole più remote.

La chiave è, e sarà sempre, il denaro. Se questo apparato  funzionasse economicamente su scala maggiore, potrebbe fornire una fonte di energia verde eccezionalmente affidabile che potrebbe dare un enorme contributo agli sforzi di decarbonizzazione del Giappone. Mentre l’energia solare in Giappone opera con un fattore di capacità tipico del 15% – vale a dire che nel corso di un anno tende a generare circa il 15% di energia rispetto a quella che produrrebbe se le condizioni fossero sempre perfette – e l’energia eolica terrestre opera con un fattore di capacità di circa il 29%, l’energia della corrente oceanica opera con un fattore di capacità del 70%, quasi al pari delle centrali elettriche a carbone che raggiungono l’80%.

Il mare potrebbe fornire al Giappone l’energia che gli manca, e senza neanche utilizzare il nucleare.