Rendere gli oceani “verdi” sfruttando l’energia delle onde

La stragrande maggioranza della superficie del nostro pianeta è coperta dagli oceani, i quali producono metà dell’ossigeno di cui abbiamo bisogno. Questo dimostra quanto siano fondamentali gli oceani per la nostra sopravvivenza. Ma non è tutto.

Nel mondo attuale, dove le questioni ambientali sono al centro delle nostre preoccupazioni, la ricerca di trasformare la nostra impronta sulla Terra si estende anche agli oceani vasti e potenti. È qui che lo sfruttamento dell’energia delle onde emerge come un modo per raggiungere la sostenibilità, promettendo un futuro più verde per i nostri oceani.

Le onde generate negli oceani offrono una grande e pulita fonte di energia. Sfruttando la differenza di temperatura tra l’acqua calda della superficie oceanica e le acque più fredde in profondità, possiamo produrre enormi quantità di energia pulita e soddisfare le esigenze energetiche del mondo.

Inoltre, queste onde trasportano energia durante tutta la giornata, tutto l’anno, offrendo una risorsa inesauribile da cui estrarre elettricità.

Secondo l’U.S. Energy Information Administration, le onde lungo le coste degli Stati Uniti possono fornire più della metà (circa il 64%) dell’elettricità del paese. Questo è il motivo per cui i paesi di tutto il mondo stanno sviluppando l’energia delle onde.

Che cos’è l’energia delle onde e come funziona?

Quando si parla di fonti di energia rinnovabile, tutti abbiamo sentito parlare dell’energia solare e eolica, ma l’energia delle onde è meno conosciuta, anche se ha il potenziale per diventare la più grande fonte di energia proveniente dai mari. Allora, cos’è? (BSIN )

L’energia delle onde è una forma di energia rinnovabile che viene sfruttata dalle risorse naturali attraverso il movimento delle onde. 

Il suo funzionamento si basa sul fatto che le differenze di temperatura dell’aria fanno muovere l’aria dalle regioni più calde a quelle più fredde, generando venti che, passando sopra le superfici oceaniche, producono onde. Quando le onde si formano, creano energia cinetica, cioè energia derivata dal movimento. Questo movimento può essere sfruttato per azionare turbine, le quali a loro volta generano elettricità. 

A differenza dell’energia mareale, che è generata dall’attrazione gravitazionale della luna e utilizza il flusso e riflusso delle maree, l’energia delle onde sfrutta il movimento su e giù dell’acqua di superficie che produce le onde.

Proprio come l’energia solare e eolica, l’energia delle onde è una fonte di energia rinnovabile. Pertanto, può essere usata come alternativa all’energia prodotta da combustibili fossili come petrolio o carbone, che sono limitati e rilasciano emissioni di carbonio nocive, rendendo le onde un’opzione ecologica. 

Inoltre, avendo la densità più alta rispetto ad altre fonti di energia rinnovabile come il geotermico e la biomassa, le onde offrono un potenziale molto maggiore di resilienza energetica. Questa abbondante fonte di energia può anche essere prevista con precisione in anticipo.

Tuttavia, non è priva di problemi. Un grosso problema dell’energia delle onde, come per altre risorse naturali quali solare o eolico, è che la quantità di energia che può essere generata dipende da dimensione, altezza, velocità, lunghezza e densità delle onde. Inoltre, tutti questi fattori possono essere imprevedibili, aggravando la questione. 

Un’altra sfida dell’energia delle onde è che lo sviluppo di questo settore è molto indietro rispetto a tutte le altre energie rinnovabili. Un ulteriore ostacolo è la piccola dimensione della maggior parte dei sistemi di energia delle onde, che li rende inadatti a alimentare grandi strutture.

Per non parlare del fatto che l’intero processo è costoso, dalla costruzione e gestione degli impianti alla manutenzione dell’infrastruttura, comprese turbine, cavi e altro. Tutta questa infrastruttura potrebbe anche potenzialmente danneggiare la vita marina. Inoltre, deve essere in grado di resistere alle forze della natura, aumentando ulteriormente i costi e creando un problema per lo sviluppo del settore.

Ma ora, con i progressi tecnologici, ricercatori, esperti, scienziati e aziende stanno esplorando metodi innovativi per sfruttare l’energia delle onde dall’oceano. Considerato il potenziale di questa risorsa energetica e l’aumento dei prezzi di petrolio e gas, i paesi di tutto il mondo stanno sviluppando sistemi di energia oceanica e ne incoraggiano l’uso attraverso politiche favorevoli, investimenti, contratti, finanziamenti, incentivi e formazione.

Sfruttare l’energia delle onde

Per sfruttare l’energia delle onde dall’oceano e convertirla in elettricità, si utilizzano dispositivi convertitori di energia delle onde, con diversi prodotti che adottano approcci differenti per raggiungere questo obiettivo. Alcuni dispositivi si trovano appena sotto la superficie dell’acqua, altri sono ancorati al fondo marino, mentre alcuni possono impiegare una tecnica diversa, come spingere le onde attraverso un canale stretto per alimentare una turbina.

Quindi, diamo un’occhiata ad alcuni dei metodi utilizzati. Una delle tecnologie comuni per l’energia delle onde è il point absorber, che utilizza boe galleggianti o galleggianti (duck) posizionati in acque più profonde sul fondo oceanico per assorbire energia dal movimento delle onde. 

Nel frattempo, un convertitore oscillante di onde (oscillating wave surge converter) canalizza energia con una lamella oscillante e viene mantenuto in acque poco profonde, a differenza di una colonna d’acqua oscillante (oscillating water column), che è parzialmente sommersa e utilizza una turbina ad aria per generare energia. 

Poi ci sono gli attenuatori d’onda, che consistono in una serie di sezioni cilindriche collegate tra loro con giunti flessibili. Questi dispositivi sono parzialmente sommersi e si allineano parallelamente alla direzione dell’onda. I dispositivi di sovraccarico o “spill‑over”, invece, utilizzano rampe posizionate perpendicolarmente alle onde. Questi dispositivi funzionano come pompe e forniscono un flusso stabile alle turbine.

I progressi in questo settore hanno portato gli accademici a creare una nuova forma di propulsione abitante le onde (WDP) per navi di potenza. Questo metodo mira a ottenere maggiore energia dalle onde e a ridurre le emissioni di gas serra nell’industria marittima. Per questo, il team dell’Università di Cranfield ha sviluppato una versione semplificata del movimento della coda di una balena integrata nel sistema di propulsione di una nave. Questa tecnologia può essere utilizzata in piccole imbarcazioni senza equipaggio così come in sistemi di propulsione ibridi.

Il settore marittimo ha anche utilizzato intelligenza artificiale (IA) per proteggere l’ambiente e ridurre gli effetti negativi dei dispositivi di energia delle onde offshore nella navigazione. Per esempio, i sistemi basati su IA forniscono dati in tempo reale e costante sorveglianza nelle rotte marittime, aumentando l’efficienza e la sicurezza nelle operazioni marittime.

Tuttavia, questi sistemi sono solo l’inizio; in futuro, con l’aumento della ricerca, degli investimenti e dello sviluppo, sistemi più avanzati aiuteranno a fornire energia pulita non solo alle comunità locali, ma anche a consentire ai paesi di costruire grandi sistemi energetici senza carbonio per soddisfare le esigenze di popolazioni numerose.

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Le migliori aziende che sfruttano l’energia delle onde

Diverse aziende stanno lavorando allo sviluppo di soluzioni per sfruttare l’energia delle onde dagli oceani. Vediamo quindi alcune delle più importanti e le loro tecnologie:

#1. Ocean Power Technologies, Inc. (OPTT)

Fondata nel 1984, questa azienda statunitense quotata in borsa è specializzata in prodotti per l’energia marina e le comunicazioni offshore. Utilizzando la sua tecnologia brevettata, inclusi PowerBuoy e il Wave Adaptive Modular Vessel (WAM-V) — un veicolo autonomo — eccelle nella raccolta e nella segnalazione dei dati oceanici.

Attualmente, l’azienda ha una capitalizzazione di mercato di 20,875 milioni di dollari. Le sue azioni, scambiate a 0,355 $, hanno registrato un calo di oltre il 21 % quest’anno. Dal punto di vista finanziario, riporta un fatturato di 3,28 milioni di dollari negli ultimi dodici mesi (TTM), insieme a un EPS (TTM) di -0,49 e un rapporto P/E (TTM) di -0,73.

È degno di nota che l’azienda è uno dei principali depositanti di brevetti per i convertitori di energia delle onde. Ha collaborato con l’unità di ricerca e sviluppo dell’Homeland Security degli Stati Uniti, HS‑S&T, su sensori di consapevolezza del dominio marittimo (MDA‑S). In un’intervista di novembre 2023, l’amministratore delegato Philipp Stratmann ha espresso fiducia nel potenziale di redditività di Ocean Power entro il 2025, sottolineando il suo impegno nella crescita dei ricavi.

#2. AW-Energy

Questa azienda finlandese di energia delle onde è stata fondata nel 2002 e ha raccolto un totale di 28,4 milioni di dollari. Per sfruttare l’energia delle onde dell’oceano, AW‑Energy ha sviluppato un sistema brevettato chiamato WaveRoller, in cui un pannello sommerso si muove avanti e indietro con il movimento delle onde generando elettricità. 

L’unità WaveRoller opera nelle zone costiere e rimane principalmente sommersa a seconda delle condizioni di marea. Con una potenza nominale compresa tra 350 kW e 1000 kW per unità, la macchina trasferisce l’energia elettrica generata tramite cavo sottomarino alla rete elettrica.

Recentemente, l’azienda ha firmato un MoU con Kaoko Green Energy Solutions per estrarre energia dalla costa di 1.300 km della Namibia, nota per la sua batimetria e onde ottimali. Il progetto pilota è stimato a meno di 1 milione di dollari, includendo il dispiegamento di cinque dispositivi WaveRoller‑X per fornire energia pulita e accessibile alle comunità della regione. Inoltre, AW‑Energy è stata la prima sviluppatrice di tecnologia per l’energia delle onde a unirsi al programma Halliburton Labs Clean Energy Accelerator quest’anno.

#3. CorPower Ocean

Fondata nel 2009, CorPower Ocean è un’azienda svedese di energia delle onde che ha raccolto 40,7 milioni di dollari per commercializzare tecnologie innovative per l’energia delle onde. Il sistema brevettato dell’azienda, Wave Energy Converter (WEC), utilizza un dispositivo galleggiante che oscilla in sincronia con le onde oceaniche per generare elettricità. 

“Con il suo profilo di produzione costante e complementare, l’energia delle onde aiuta a colmare le lacune di vento e sole e porta stabilità a un futuro alimentato interamente da fonti rinnovabili.”

– dice Patrik Möller, CEO di CorPower Ocean

Ha inoltre aggiunto che questa energia può ulteriormente “aiutare a porre fine alla nostra dipendenza dai combustibili fossili”.

Il mese scorso, l’azienda ha installato il suo dispositivo C4 per l’energia delle onde in Portogallo, resistendo a un “avviso rosso” di onde fino a 18 metri. Il dispositivo C4, con una potenza nominale di 300 kW, ha superato molte tempeste negli ultimi mesi grazie al “modalità di sopravvivenza alle tempeste” unica di CorPower Ocean in combinazione con la tecnologia avanzata di controllo di fase. L’azienda ha inoltre firmato un MoU con AltaSea per installare l’energia delle onde al Porto di Los Angeles. Questo avviene mentre gli Stati Uniti promuovono nuove fonti di energia rinnovabile e la California ha approvato una legge per l’installazione dell’energia delle onde.

#4. Marine Power Systems

Questo fornitore britannico di sistemi convertitori di energia delle onde offre diversi prodotti, tra cui DualSub per generare energia utilizzando sia vento che onde, un generatore di energia eolica galleggiante chiamato WindSub e WaveSub per generare energia dalle onde. Oltre un anno fa, MPS ha collaborato con Simply Blue Group per installare diverse turbine eoliche sulla sua piattaforma galleggiante a profondità comprese tra 60 e 100 metri, fornendo 100 MW.

Qualche mese fa, Marine Power Systems (MPS) ha collaborato con Baker Hughes (BKR ) per fornire i loro sistemi sottomarini di supporto. Prima di ciò, ha collaborato con la Plataforma Oceánica de Canarias (PLOCAN) per installare PelaFlex, un sistema eolico offshore galleggiante sulla costa sudorientale di Gran Canaria. 

Secondo il CEO di MPS, Gareth Stockman, la tecnologia della piattaforma eolica offshore flessibile e galleggiante dell’azienda è stata progettata per ottimizzare la consegna di contenuti locali tramite un modello logistico decentralizzato. Questo aiuta a ridurre i costi e a massimizzare i benefici economici locali, accelerando lo sviluppo di fattorie su scala industriale.

#5. Carnegie Clean Energy Limited (CCE)

Questa azienda australiana quotata in borsa si concentra sullo sviluppo dell’energia delle onde così come su progetti solari e di accumulo energetico. Carnegie utilizza inoltre gli ultimi progressi nell’IA e nelle macchine elettriche per controllare il suo dispositivo di raccolta dell’energia delle onde e generare elettricità. 

Le azioni di Carnegie attualmente sono scambiate a 0,05 AUD, in calo del 47 % nell’ultimo anno. Ha una capitalizzazione di mercato di 16,27 milioni di dollari e un valore d’impresa di 14,38 milioni di dollari, con un rapporto prezzo/utili (P/E) storico di 10,53.

Per quanto riguarda i prodotti dell’azienda, il focus è sulla tecnologia di energia delle onde di tipo point absorber sommerso chiamata CETO. Le boe sommerse di questa tecnologia brevettata sono collegate a pompe che spingono acqua ad alta pressione attraverso turbine a terra, generando elettricità. Quest’anno, l’azienda ha firmato un contratto multimilionario per installare la sua tecnologia CETO in Europa, che dovrebbe essere operativa entro il 2025.

#6. Eco Wave Power (WAVE)

Un’altra azienda quotata in borsa è la svedese Eco Wave Power, che sviluppa tecnologie per generare elettricità pulita dalle onde oceaniche. I prodotti dell’azienda di energia rinnovabile sono dotati di un sistema di controllo automatico che risponde all’innalzamento e all’abbassamento dei galleggianti.

Durante il terzo trimestre del 2023, Eco Wave Power ha comunicato di aver collegato con successo il suo progetto EWP EDF One nel porto di Jaffa alla rete elettrica nazionale, iniziando con l’installazione del suo primo progetto negli Stati Uniti nel porto di Los Angeles, ottenendo l’approvazione normativa per il primo megawatt (MW) nella città di Porto e vincendo un finanziamento di 1,83 milioni di dollari. 

Per i primi nove mesi dell’anno, l’azienda ha riportato un fatturato di 27.000 $ e un reddito finanziario netto di 802.000 $. Le spese operative di Eco Wave nel periodo sono state di 1,9 milioni di $, mentre la perdita netta è stata di 1.052.000 $. Inoltre, ha chiuso il periodo con 3,7 milioni di $ in contanti e equivalenti e 5,1 milioni di $ in depositi bancari a breve termine. Attualmente, le sue azioni sono scambiate a 1,62 $, in calo del 45,57 %, con un minimo di 52 settimane di 1,43 $ registrato a fine giugno 2023 e un massimo di 52 settimane di 4,79 $ raggiunto a dicembre 2022.

#7. Oscilla Power

Questa macchina convertitrice di energia delle onde con sede negli Stati Uniti ha iniziato con la costruzione di una versione in scala 1:6 del suo convertitore di energia delle onde Triton da 1 MW, che ridurrà notevolmente i rischi del sistema su scala utility di Oscilla. Secondo l’azienda, questo passo rappresenta un grande avanzamento verso un “futuro a basse emissioni di carbonio”. Il Triton‑C di Oscilla Power è un convertitore di energia delle onde a forma di anello, di scala comunitaria, con una potenza nominale di 100 kW, testato con successo alle Hawaii.  

Considerazioni finali

Our oceans are vast and offer an unexploited source of clean and reliable energy. The huge potential of this energy source and the shortage of fossil fuels are driving the need for harnessing wave energy. While there are several challenges to overcome in fully leveraging this energy source, wave energy has significant potential. As we move towards a more sustainable future, it could play a crucial role in powering our world.

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