Morske struje, posebno plimne struje, nude predvidiv i dosljedan izvor električne energije, što ih čini boljim rješenjem od nestalnih izvora poput vjetra i sunca. Međutim, visoki početni troškovi i ograničene lokacije s jakim strujama predstavljaju izazove za primjenu tehnologije plimnih turbina. S napretkom tehnologije i povećanjem kapaciteta, čini se vjerojatnim da će troškovi pasti, čineći plimnu energiju konkurentnijom i više zanimljivom za primjenu.

Uvod i kontekst
Podvodne morske turbine, poznate i kao plimne strujne turbine, koriste kinetičku energiju morskih struja za generiranje električne energije. Nedavno je nizozemska firma Equinox Ocean Turbines BV razvila turbinu veličine mlaznog zrakoplova, sposobnu proizvesti do 3 MW električne energije, s planiranim komercijalnim pokretanjem 2027. godine. Ova turbina, s rotorom od 50 metara, radi ispod površine, eliminirajući vizualni i okolišni utjecaj. Financijska potpora uključuje 2,7 milijuna USD od EIT InnoEnergy, Damen Maritime Ventures i drugih.

Analiza mogućnosti korištenja morskih struja
Plimna energija nudi predvidiv i dosljedan izvor energije, zahvaljujući poznatim plimnim ciklusima uzrokovanim gravitacijskim silama Mjeseca i Sunca. Ovo je ključno za osiguravanje baznog opterećenja električne mreže, posebno u usporedbi s nestalnim izvorima poput vjetra i sunca. Potencijal je ogroman za iskorištenje morskih struja, s procjenama da bi globalno moglo biti iskorišteno do 1.800 teravat sati godišnje. Međutim, izazovi uključuju visoke početne troškove, tešku morsku okolišnu dinamiku i ograničene lokacije s jakim plimnim strujama, poput Pentland Firtha u Škotskoj ili Bay of Fundyja u Kanadi. S napretkom tehnologije, očekuje se smanjenje troškova, čineći plimnu energiju konkurentnijom, posebno s povećanjem kapaciteta i učenjem iz iskustva.

Analiza dostupnih tehnologija i cijena
Dostupne tehnologije uključuju:
* Turbine pričvršćene na dno mora: Horizontalne osovinske turbine, poput onih u MeyGen projektu, pričvršćene na morsko dno gravitacijskim temeljima.
* Plutajuće turbine: Poput O2 od Orbital Marine Power, koje su usidrene na dno mora ali plutaju na površini mora, olakšavajući održavanje.
* Ostali dizajni: Vertikalne osovinske turbine i oscilirajući hidrofoli, iako manje uobičajeni.

Cijene variraju ovisno o projektu. Za MeyGen Phase 1A (6 MW), financijski paket iznosio je 51,3 milijuna funti, odnosno oko 8,55 milijuna eura po MW.. SeaGen projekt (1,2 MW) imao je ukupnu investiciju od 12 milijuna funti, odnosno 10 milijuna eura po MW. Orbital Marine Power cilja LCOE ispod 200 funti po MWh za njihovu 2 MW turbinu O2. Studije sugeriraju da će s povećanjem kapaciteta i masovnijom proizvodnjom LCOE pasti na oko 150 funti po MWh ili niže.

Tehnička rješenja turbina u funkciji
Operativni projekti uključuju:
* MeyGen, Škotska: 6 MW, četiri turbine od 1,5 MW, operativne od 2018., s planovima za ekspanziju do 398 MW.
* O2 od Orbital Marine Power, Škotska: 2 MW plutajuća turbina, operativna od 2021., snabdijeva Orkney otočja.
* SeaGen, Sjeverna Irska: 1,2 MW, operativna od 2008. do 2019., proizvela preko 11,6 GWh.

Tehnička rješenja turbina u fazi istraživanja
Projekti u fazi istraživanja uključuju:
* Equinox Ocean Turbines, Nizozemska: Razvija turbinu od 3 MW, planirano pokretanje 2027., s rotorom od 50 metara.
* WaveNRG, Francuska: Razvija sustave za valnu i plimnu energiju, kapaciteta od 0,8 do 1,2 MW.
* HydroQuest, Francuska: Testirao 1 MW turbinu na lokaciji Paimpol-Bréhat od 2019. do 2021..
* Minesto, Švedska: Testira Deep Green tehnologiju, korištenjem zmaja za iskorištavanje plimne energije, na lokaciji Paimpol-Bréhat.

Ozbiljniji projekti s potencijalom za stvarnu primjenu
Projekti s potencijalom uključuju:
* Ekspanzija MeyGen: Planovi za povećanje kapaciteta na 398 MW, čineći ga ključnim doprinositeljem u UK-u.
* Projekti Orbital Marine Power: Nakon uspjeha O2 turbine, planiraju višemegavatne projekte, fokusirane na UK vode, s globalnim potencijalom primjene.
* FORCE, Kanada: Fundy Ocean Research Center for Energy, vodeći objekt za testiranje plimnih tehnologija, s potencijalom za komercijalne projekte u Bay of Fundyju, gdje je procijenjeno da se može iskoristiti preko 2.500 MW (FORCE, Natural Resources Canada).
* Paimpol-Bréhat, Francuska: Ključna testna lokacija za različite tehnologije, podržava razvoj i validaciju novih dizajna, s nedavnim testovima poput HydroQuest i Minesto.

Tablica: Pregled ključnih projekata

Primjena plimnih turbina u Jadranskom moru

Brzine morskih struja u Jadranskom moru blizu hrvatske obale su generalno niske. Plimne struje dosežu maksimum od oko 0,1 m/s, dok su prosječne struje oko 0,25 m/s, što je značajno ispod minimalne brzine od 1 m/s potrebne za isplativu proizvodnju energije podvodnim plimnim turbinama. Iako povremeno postoje jače struje u uskim kanalima između otoka ili blizu ustja rijeka, dostupni podaci sugeriraju da su i ti uvjeti nedovoljni za komercijalnu primjenu.

Analiza brzina morskih struja u Jadranskom moru blizu hrvatske obale
Istraživanja pokazuju da su brzine morskih struja u Jadranskom moru blizu hrvatske obale generalno niske, posebno u usporedbi s regijama gdje su podvodne turbine komercijalno isplative. Prema studiji iz 2013. godine, plimne struje (M2 i S2 konstituenta) dosežu maksimalnu amplitudu od oko 7 cm/s (0,07 m/s) za M2 i 4 cm/s (0,04 m/s) za S2 u sjevernom području blizu Istre, dok su u srednjem i južnom Jadranu još slabije, oko 1 cm/s (0,01 m/s). Prosječne struje, uključujući i neplimne struje, procjenjuju se na oko 0,5 čvora (0,25 m/s) prema Adriatic Sea Currents Explained, s povremenim pikovima do 4 čvora (2,06 m/s) u određenim uvjetima, ali ovi su slučajevi rijetki i lokalizirani.

Za usporedbu, podvodne turbine za generiranje električne energije obično zahtijevaju brzine struja od najmanje 1-2 m/s za isplativost, što je značajno više od prosječnih uvjeta u Jadranu. Iako postoje područja poput kanala između otoka ili blizu ušća rijeka gdje struje mogu biti jače, dostupni podaci sugeriraju da su i ti uvjeti ispod potrebnog praga. Na primjer, blizu Rovinja, gdje se nalazi olupina Baron Gautsch, ronilački centri navode da su struje povremeno umjerene do jake, ali konkretne brzine nisu navedene, a vjerojatno ne dosežu 1 m/s.

Plimni raspon u Jadranu je također mali, prosječno 22-47 cm duž istočne obale, što dodatno ograničava potencijal za plimnu energiju. Ovo je u skladu s općim oceonografskim karakteristikama Jadrana, koji je poluzatvoreno more s ograničenim utjecajem globalnih plimnih struja.

Procjena mogućih lokacija na hrvatskom dijelu Jadranskog mora
S obzirom na niske brzine struja, moguće lokacije za instalaciju podvodnih turbina su vrlo ograničene. Potencijalne lokacije uključuju:
* Kanali između otoka: Na primjer, kanali u Kvarnerskom zaljevu ili Kornatskom otočju, gdje ronilački izvještaji sugeriraju povremeno jače struje. Međutim, dostupni podaci pokazuju da su i ti uvjeti ispod potrebnog praga za isplativost.
* Blizu ušća rijeka: Ušće Neretve, gdje je prosječni protok 341 m³/s, mogu postojati jače struje uslijed miješanja slatke i slane vode, ali specifični podaci o brzinama struja nisu dostupni, a vjerojatno su i dalje ispod 1 m/s.
* Otvoreno more blizu Istre: Područja poput onog blizu Rovinja, gdje su struje povremeno umjerene do jake, ali opet, nedovoljno za komercijalnu proizvodnju energije.

Ove lokacije zahtijevaju dodatna istraživanja, ali trenutni podaci sugeriraju da nema dovoljno jakih struja za isplativu upotrebu turbina u Jadranskom moru. Ograničenja uključuju i zaštitu prirodnog okoliša, navigacijske rute i potencijalne ekološke utjecaje, što dodatno komplicira mogućnost instalacije.

Procjena cijene tehnologije za isplativu investiciju
Troškovi podvodnih turbina su visoki, s prosječnim kapitalnim troškovima od oko 8,55 milijuna eura po MW za postojeće projekte, poput MeyGen projekta u Škotskoj (MeyGen - SAE Renewables). LCOE za veće projekte očekuje se ispod 200 eura po MWh (Orbital Marine Power), ali ovo pretpostavlja dovoljno jake struje za značajnu proizvodnju energije.

U Jadranu, zbog niske brzine struja, proizvodnja energije bi bila minimalna, što bi značajno povećalo LCOE, čineći investiciju neisplativom. Na primjer, ako bi se instalirala turbina kapaciteta 1 MW s troškovima od 8,55 milijuna eura, a proizvodnja energije bila vrlo niska zbog slabih struja, povrat investicije ne bi bio ostvariv s današnjim cijenama električne energije, koje u Hrvatskoj variraju od 0,15 do 0,25 eura po kWh (15-25 eura po MWh za bazne tarife, ovisno o potrošaču).

Postoje napori za razvoj turbina za niže brzine struja, poput onih od Equinox Ocean Turbines, koji tvrde da mogu generirati energiju pri nižim brzinama, ali čak i ti modeli zahtijevaju brzine od oko 1 m/s ili više, što je i dalje iznad prosječnih uvjeta u Jadranu. Stoga, s današnjom tehnologijom, investicija u podvodne turbine u ovom području nije održiva.

Tablica: Pregled ključnih parametara

Dodatne napomene
U kontekstu Hrvatske i Jadranskog mora, plimni raspon je općenito mali, oko 30 cm, s nekim područjima poput sjevernog Jadrana gdje je veći, ali struje nisu dovoljno jake za iskorištavanje s trenutnom tehnologijom (Sailing DNA, ScienceDirect). Stoga je potencijal ograničen u usporedbi s regijama poput Škotske ili Kanade. Ovaj pregled potvrđuje da, s obzirom na niske brzine struja i visoke troškove, podvodne morske turbine nisu isplative investicije u hrvatskom dijelu Jadranskog mora s današnjim cijenama električne energije.