Energia z oceanu na kursie komercjalizacji. Polska i Dania przetarły szlak

Sektor energii pozyskiwanej z fal oceanicznych zmierza do komercjalizacji.  Liczba przedkomercyjnych farm pływowych stale rośnie. W ostatnim czasie wdrożono kilka kolejnych pełnowymiarowych urządzeń. W ciągu najbliższych 5 lat zaplanowano uruchomienie serii instalacji o łącznej mocy 165 MW. W fazie realizacji jest  15 układów wykorzystujących falowanie do produkcji energii elektrycznej – wynika z danych zebranych  przez Ocean Energy Europe (OEE) i opublikowanych w kwietniu 2025 r. 

Firmy z Danii i Polski brały udział w jednym z pierwszych projektów budowy  elektrowni pozyskujących energię z fal. Duńczycy utrzymali się na fali. Polskie firmy nie utrzymały relacji z partnerami, nie weszły w nowe projekty. Polacy mówiąc wprost odpuścili uczestnictwo  w  projektach. Firmy zrezygnowały z utrzymania pozycji innowatora na tym rynku. 

Obecnie skumulowana produkcja energii elektrycznej z energii oceanicznej w Europie osiągnęła 106 GWh w 2024 r. - Dowodzi to niezawodności zainstalowanych urządzeń w dłuższych okresach i potwierdza, że ostatni postęp technologiczny zmniejsza cykle konserwacji i stabilizuje produkcję – podkreśla w raporcie Ocean Energy Europe.

Według OEE „Zainteresowanie inwestorów prywatnych energią oceaniczną rośnie w miarę postępu technologii, a finansowanie publiczne zapewnia „pieczęć walidacji” dla projektów. Od 2023 r. publicznie ogłoszone inwestycje prywatne w sektorze wyniosły łącznie 60 mln euro. Nie uwzględnia to nieujawnionych umów”.

-  Wielka Brytania i Francja pokazały na przykładzie wykorzystania pływów [do produkcji energii – MG], że gdy istnieje krajowe wsparcie projektów, projekty innowacyjne rozwijają się, a prywatni inwestorzy szybko dołączają do ich realizacji - twierdzi Valentin Dupont, starszy specjalista ds. polityki w Ocean Energy Europe.

Zaczęło się w Gdańsku 

Przypomnijmy, że pierwsza na świecie elektrownia na morskie fale powstała w Gdańsku, w Stoczni Odys w 2009 r. autorem pomysłu i wstępnego projektu jest spółka Wave Star Energy z Danii. Projekt techniczny wykonawczy wykonali inżynierowie Stoczni Odys wraz z gdańskim biurem konstrukcyjnym StoGda.  Przygotowanie projektu i budowa urządzenia trwały ponad 2 lata. 

Przypomnijmy, że Odys zbudował w Gdańsku model wielkości 1:10, który pracował od kwietnia 2006 r. Został zmontowany na wodach przybrzeżnych w pobliżu północnych wybrzeży Danii na Morzu Północnym, koło Nissum Bredning. W ciągu kilku lat próbnej eksploatacji urządzenie przetrwało siedem znacznych sztormów, które nie uszkodziły elektrowni. 

W 2009 r. zaprezentowano większy model.  Był on w skali 1:2 projektowanej elektrowni. Sekcja testowa maszyny o mocy 600 kW została zainstalowana w Hanstholm 18 września 2009 r. Instalacja została przeprowadzona w ciągu dwóch dni. Jesienią 2009 roku zbudowano pomost, aby uzyskać dostęp do urządzeń. Elektrownia została podłączona do sieci energetycznej w lutym 2010 roku i pracował efektywnie do 2013 r. 

Oprócz europejskiego i krajowego finansowania grantowego, projekty pływowe są realizowane w ramach programów wsparcia innowacji w Wielkiej Brytanii i Francji.  - Zgodnie z oczekiwaniami, to długoterminowe zaangażowanie rządów krajowych stworzyło perspektywę rynkową i przyciągnęło prywatne inwestycje – zauważa Ocean Energy Europe. 

 Owczy (na) pęd z energii oceanów

Oryginalny latawiec podmorski Minesto jest sytuowany na głównych pływach morskich. Na Wyspach Owczych zespół pływaków Minesto jest częścią jednego z najbardziej ambitnych na świecie programów transformacji energetycznej. Przy pomocy tych instalacji dąży się do osiągnięcia 100% energii odnawialnej do 2030 r. 

Odbiorcą energii jest lokalne przedsiębiorstwo energetyczne Sev. Instalacja Minesto ma być podstawową częścią miksu energetycznego Wysp Owczych. Sev zobowiązuje się do zakupu energii elektrycznej wytwarzanej przez systemy latawców pływowych Minesto.

Podwodne ruchome generatory prądu uzyskują lepsze wyniki niż turbiny stacjonarne W związku z tym niedrogie jest ich instalowanie, obsługa i eksploatacja – przekonuje producent. Istota działania latawców podwodnych tutaj: https://youtu.be/5tkgTrkKoe0  

Koncepcja bezemisyjnego systemu energetycznego Wysp Owczych będzie w dużym stopniu realizowana przez energię dostarczaną z układu opracowanego przez inżynierów Minesto. Plan zakłada zamontowanie zestawów elektrowni pływowych na Wyspach Owczych o mocy 200 MW. Szczegółowy plan budowy na dużą skalę określa stopniową instalację zestawów latawców pływowych.

Każdy z zestawów o mocy zainstalowanej 20–40 MW. Będą one działać w czterech zweryfikowanych lokalizacjach. Pierwszy układ już działa i podłączony jest do sieci w rejonie Vestmannasund. Firma Minesto wskazała następne akweny montażu zestawów podwodnych generatorów  w Hestfjord, Leirviksfjord, Skopunarfjord i Svinoyarfjord jako idealne do pozyskiwania energii z pływów. Przy całkowitej mocy 200 MW energii pływowej zestawy te pokryłyby 40% rosnącego zużycia energii elektrycznej na Wyspach Owczych.

OEE podkreśla, że „Ciągła i skoordynowana interakcja wsparcia dochodów i finansowania grantowego jest potrzebna, aby jeszcze bardziej rozwinąć ofertę i przyspieszyć przemysłowe wykorzystanie energii oceanicznej”. Po serii prób okazuje się, że „Energia fal osiągnęła kluczowe kamienie milowe technologiczne i finansowe”. Na wodach morskich działają już kolejne wdrożenia, które wykonano po zainstalowaniu pierwszej elektrowni z fal morskich w Danii. 

 Od tego czasu przetestowano  kilka technologii, które zdaniem OEE jest gotowych do wdrożenia na skalę przemysłową. Europejskie wsparcie finansowe różnych rozwiązań pomogło w opracowaniu nowych technologii. Umożliwiło również przetestowania działania obiektów energetycznych wykorzysujących energię falowania. Podkreśla się, że „Jednak krajowe programy wsparcia projektów będą miały kluczowe znaczenie dla wdrożenia projektów na skalę komercyjną. 

 Ten potencjał dostrzega Jan G. Skjoldhammer, dyrektor generalny NOVIGE AB, mistrz misji innowacji, innowator roku, laureat nagrody Propeller Prize – Stena Line, laureat Startup4Climate, Seal of Excellence Komisji Europejskiej. W jego firmie powstał  NoviOcean Alta Wave 1000H. Jest to generator o mocy 3 500 MWh. Wykorzystuje on energię fal, wiatru, słońca. Jego wydajność określana jest w optymalnych warunkach na 31 kW/za mln EUR. Firma twierdzi, że CAPEX (nakłady inwestycyjne) jednostki NoviOcean to poniżej 2 mln EUR po 100 wyprodukowanych jednostkach.

Zauważa się w raporcie OEE, że zainteresowanie energią z falowania oceanów utrzymuje się również z w USA, Indiach i Chinach. Podmioty publiczne inwestują duże środki w rozwój energii pozyskiwanej z oceanów. Stany Zjednoczone przeznaczyły 141 mln USD na wsparcie publiczne dla energii oceanicznej w 2024 r. Jest to najwyższy roczny budżet USA na energię oceaniczną do tej pory i zwiększa całkowite wsparcie publiczne w ciągu ostatnich pięciu lat do 591 mln USD, wyraźnie przewyższając wydatki Europy na tego typu rozwiązania.

Chiny wykorzystuję gęstość fal

- Ogromna linia brzegowa Chin o długości 14 500 km, z czego 43% znajduje się w pobliżu morza, może pochwalić się gęstością energii fal wynoszącą 6 kW/m. Przekłada się to na teoretyczny potencjał 762 TWh/rok, co stanowi znaczącą 1/10 zapotrzebowania kraju na energię elektryczną – wyliczyli eksperci NoviOcean. 

Chiny aktywnie inwestują w badania i rozwój pozyskiwania energii z fal, pozycjonując się jako przyszły lider w tym zrównoważonym źródle energii.  Chiny robią dosłownie skok technologiczny związany z wykorzystaniem energii fal  z urządzeń pływających. Dwa lata temu uruchomiono elektrownię morską „Nankun” w Zhuhai w prowincji Guangdong. Według China Southern Power Grid, głównego dewelopera urządzenia, całe urządzenie waży 6000 t. 

Elektrownia morska może wytworzyć do 24 tys. kilowatogodzin energii elektrycznej dziennie, co odpowiada dziennemu zużyciu energii elektrycznej przez 3 500 gospodarstw domowych – informuje Liu Yukun z China Daily. Urządzenie działa  jako odnawialne źródło energii. Wykorzystuje ono potencjalną energię ruchu fal w górę i w dół oraz siłę ich ruchu w przód i w tył do napędzania generatorów w celu produkcji energii elektrycznej – wyjaśnia a Southern Power Grid.

Liu Shi, główny ekspert techniczny w China Southern Power Grid Technology Co Ltd, powiedział, że urządzenie składa się z półzanurzalnej platformy, układu hydraulicznego, układu wytwarzania energii, układu sterowania i układu cumowniczego. Poprzez „absorbowanie” fal przez półzanurzalną platformę i wykorzystanie ich energii za pośrednictwem niezależnie opracowanego systemu konwersji energii, urządzenie osiąga trzyetapową konwersję energii z energii fal na energię hydrauliczną, a następnie na energię elektryczną. 

Liu powiedział, że obecnie krajowe i zagraniczne urządzenia do generowania energii fal mają moc zaledwie kilkuset kilowatów, a ten system generowania energii fal stanowi znaczący postęp w rozwoju technologii energii fal w Chinach. Eksperci powiedzieli, że szybki rozwój energii fal nie tylko zapewni czystą energię dla odległych wysp na morzu, ale także będzie miał szeroki zakres zastosowań, takich jak wspieranie obserwacji morskich, odsalanie i oczyszczanie wody morskiej, produkcja wodoru na morzu i akwakultura głębinowa. 

Lin Boqiang, szef Chińskiego Instytutu Studiów nad Polityką Energetyczną na Uniwersytecie Xiamen, powiedział, że chociaż energia fal ma szerokie perspektywy rozwoju, branża nadal stoi przed wieloma wyzwaniami w zakresie postępu technologicznego i redukcji kosztów.  - Wiele obiektów do generowania energii fal jest nadal w fazie próbnej. Nadal jest pewna droga do przebycia, zanim będzie można zrealizować zastosowania komercyjne – twierdzi Lin Boqiang.

Ponadto konieczne są dalsze wysiłki w celu poprawy wydajności konwersji ze względu na duże wahania fal morskich. Co więcej, burzliwe fale utrudniają zaprojektowanie urządzenia, które wytrzyma sztormy, a jednocześnie będzie niezawodnie generować energię. W ostatnich latach Chiny zintensyfikowały swoje wysiłki na rzecz rozwoju czystej energii z instalacji montowanych na morzach terytorialnych.

W 2023 r.  NEA poinformowała, że rozwój energetyki jądrowej na wybrzeżu i energetyki wiatrowej na morzu zostanie przyspieszony. W tym samym miesiącu wytyczne wydane przez NEA wskazały plany budowy baz elektrowni wiatrowych na morzu i rozpoczęcia budowy morskich projektów fotowoltaicznych. 

Indie - 40 tys. megawatów z fal

Na początku 2025 r. Bharat Petroleum Corporation Limited (BPCL) podpisał umowę na finansowanie  rozwoju technologii pozyskiwania energii z fal morskich w Indiach. Pierwsza faza obejmie wdrożenie pilotażowego projektu o mocy 100 kW. Bharat Petroleum Corporation Limited (BPCL) sfinansuje prace badacze prowadzone przez Eco Wave Power Global AB. 

Na mocy umowy strony wspólnie opracują projekty energii fal, zaczynając od studium wykonalności. Pierwsza faza obejmie wdrożenie pilotażowego projektu o mocy 100 kW. Instalacje zostaną zamontowane  w terminalach naftowych BPCL w Mumbaju. Po ich próbach i modyfikacjach planuje się tworzenie większych instalacji na skalę komercyjną w całym kraju. 

BPCL będzie nadzorować procesy regulacyjne, pozwolenia i zgody na użytkowanie gruntów, podczas gdy Eco Wave Power (EWP) wdrażać będzie opatentowaną technologię konwersji energii fal. Eco Wave Power Global AB (Nasdaq: WAVE) otrzymał m.in. dotację GREENinMED. To element wsparcia organizowanego przez Unię Europejską, w ramach Programu ENI CBC dla Basenu Morza Śródziemnego. 

W Indiach EWP przeprowadzi badania i zoptymalizuje wydajność urządzeń wykorzystywanych do wytwarzania energii. Projekt wspiera indyjskie Ministerstwo Nowej Energii i  Energi Odnawialnej. Według szacunków naukowców z Indii pozyskanie  energii oceanicznej jest perspektywiczne, z potencjał energii z fal  szacuje się na 40 tys. megawatów z instalacji usytuowanych wzdłuż linii brzegowej kraju.

Instalacja Eco Wave Power Global

W listopadzie 2024 r. Eco Wave Power Global AB (Nasdaq: WAVE) ogłosił, że otrzymał zezwolenie (NWP) od Korpusu Inżynieryjnego Armii Stanów Zjednoczonych na uruchomienie instalacji pozyskiwania energii z  fal. Urządzenie będzie zamontowane w siedzibie firmy, w AltaSea w porcie Los Angeles.

Eco Wave Power uruchomi pierwszą taka instalacją energii falowej w Stanach Zjednoczonych. Zezwolenie wydane zostało na podstawie NWP 52 dla projektów pilotażowych w zakresie wytwarzania energii odnawialnej na bazie wody. Określono dokładnie, że upoważnia ono firmę Eco Wave Power do zainstalowania ośmiu pływaków energii falowej na palach istniejącej betonowej konstrukcji nabrzeża po wschodniej stronie Municipal Pier One. System będzie również miał lądowe układ - jednostkę konwersji energii. Będzie to układ umieszczony w  dwóch kontenerach 20 TEU. Eco Wave Power planował zakończenie instalacji do końca pierwszego kwartału 2025 r.  

Europa na energetycznej fali

- Projekty w energetykę pozyskiwaną  z falowania mórz są efektywne ekonomicznie i zapewnią zyski inwestorom – zauważa Valentin Dupont i sugeruje, by rozwinąć projekty w Portugalii, Hiszpanii, Wielkiej Brytanii i Irlandii. - Na etapie badań i sprawdzania projektów demonstracyjnych finansowanie UE pozostanie niezbędne do napędzania nowych wdrożeń i rozwoju branży – twierdzi Dupont. 

Europejski Bank Inwestycyjny musi – jego zdaniem - wkroczyć z finansowaniem dłużnym i gwarancjami, aby wesprzeć pierwsze przedkomercyjne farmy wykorzystujące falowanie oceanów. Obniży to koszt kapitału, przyciągnie inwestycje prywatne i rozwinie industrializację na kontynencie w tym segmencie przemysłów morskich. Dupont uważa, że „Energia oceaniczna to szansa na realizację programu UE na rzecz konkurencyjności i dekarbonizacji”. Nowy przemysł morski może w Europie wygenerować  400 tys. miejsc pracy. Pod warunkiem, że moc zainstalowana z energetyki falowej osiągnie 100 GW energii odnawialnej.

OEE stwierdza w raporcie , że „Dzięki udoskonalaniu technologii i zapewnieniu bezpieczeństwa przez finansowanie publiczne, rośnie zainteresowanie inwestorów prywatnych energią oceaniczną”. W ciągu ostatnich dwóch lat inwestycje prywatne osiągnęły łącznie 60 mln EUR, z wyłączeniem dodatkowych nieujawnionych środków. W 2024 r. CorPower Ocean pozyskał 32 mln EUR od inwestorów instytucjonalnych, co stanowi największą pojedynczą inwestycję w europejską firmę zajmującą się energetyką z falowania. Potwierdza to trend zidentyfikowany w 2023 r. Wtedy, pozyskano środki na technologie wykorzystujące falowanie do produkcji energii z falowania z emisji akcji Minesto o wartości 10,7 mln EUR i opracowanie Oneka Technologies o wartości 8,7 mln EUR.

Oneka Technologies przekształca wodę morską w słodką w innowacyjny i zrównoważony sposób, wykorzystując energię fal. Jest  urządzenia zakotwiczone w strefie przybrzeżnej. - Przez lata rozwinęliśmy duże doświadczenie w eksploatacji energii fal i teraz jesteśmy w stanie zaoferować naszym klientom wydajne i niezawodne opatentowane rozwiązania – podkreśla Oneka i zaznacza, że Jakość wody Oneka jest dostosowywana do standardów Światowej Organizacji Zdrowia i/lub lokalnych standardów wodnych”.

Crowdfunding i inwestorzy prywatni stają się coraz bardziej aktywnymi źródłami pozyskiwania kapitału. Eksperci OEE ustalili, że „W ciągu ostatnich dwóch lat za pośrednictwem tych kanałów pozyskano ponad 5 mln EUR”. Wavepiston pozyskał ponad 2 mln EUR, a HydroQuest uzyskał 1,5 mln EUR w rundach inwestycji społecznościowych lub detalicznych. Rośnie więc atrakcyjność energetyki oceanicznej. Warto więc, by polskie firmy działające w przemysłach morskich również przyjrzały się temu rosnącemu rynkowi. Jest szansa, by na niego powrócić lub po prostu zaistnieć.