Energia maremotriz, ou energia das marés, é o modo de geração de energia por meio do movimento das marés. Dois tipos de energia maremotriz podem ser obtidos: energia cinética das correntes devido às marés e energia potencial pela diferença de altura entre as marés alta e baixa.energia maremotriz Ministério do Meio Ambiente do Brasil - acessado em 2 de março de 2015
O aproveitamento da energia das marés pode ser feito a partir de centrais elétricas que funcionam por ação da água dos mares. É necessária uma diferença de 7 metros entre a maré alta e a maré baixa para que o aproveitamento desta energia seja renovável. Atualmente na Europa existem pelo menos duas destas centrais: Uma no norte de França e outra na Rússia.
Princípio A energia maremotriz é obtida das marés oceânicas da Terra. As forças de maré resultam de variações periódicas na atração gravitacional exercida pelos corpos celestes. Essas forças criam movimentos ou correntes correspondentes nos oceanos do mundo. Isso resulta em mudanças periódicas nos níveis do mar, variando conforme a rotação da Terra. Essas mudanças são altamente regulares e previsíveis, devido ao padrão consistente da rotação da Terra e da órbita da Lua em torno da Terra.
A energia maremotriz é a única tecnologia que utiliza energia inerente às características orbitais do sistema Terra-Lua e, em menor grau, do sistema Terra-Sol. Outras energias naturais exploradas pela tecnologia humana se originam direta ou indiretamente do Sol, incluindo combustíveis fósseis, energia hidrelétrica convencional, eólica, biocombustível, energia das ondas e solar. A energia nuclear utiliza os depósitos minerais de elementos fissionáveis da Terra, enquanto a energia geotérmica utiliza o calor interno da Terra, que vem de uma combinação de calor residual da acreção planetária (cerca de 20%) e calor produzido pela decomposição radioativa (80%).
Um gerador de maré converte a energia dos fluxos de maré em eletricidade. Maior variação de maré e maiores velocidades de corrente de maré podem aumentar drasticamente o potencial de um local para geração de eletricidade por meio das marés. Por outro lado, a energia das marés tem alta confiabilidade, excelente densidade energética e alta durabilidade.
Como as marés da Terra são devidas, em última análise, à interação gravitacional com a Lua e o Sol e à rotação da Terra, a energia das marés é praticamente inesgotável e, portanto, é classificada como um recurso de energia renovável. O movimento das marés causa uma perda de energia mecânica no sistema Terra-Lua: isso resulta do bombeamento de água através de restrições naturais ao redor das costas e consequente dissipação viscosa no fundo do mar e na turbulência. Essa perda de energia fez com que a rotação da Terra diminuísse em 4,5 bilhões de anos desde sua formação. Durante os últimos 620 milhões de anos o período de rotação da Terra (duração de um dia) aumentou de 21,9 horas para 24 horas.
Métodos direita|miniaturadaimagem|O primeiro gerador de corrente de maré em escala comercial e conectado à rede do mundo – SeaGen – em Strangford Lough. A forte corrente mostra a força da maré .
Gerador maremotriz Os geradores de correntes de maré usam a energia cinética da água em movimento para alimentar turbinas, de forma semelhante às turbinas eólicas, que usam o vento para alimentar turbinas. Alguns geradores de maré podem ser incorporados às estruturas de pontes existentes ou ficar totalmente submersos, evitando assim preocupações com estética ou impacto visual. Restrições de terra, como estreitos ou enseadas, podem criar altas velocidades em locais específicos, que podem ser capturadas usando turbinas. Essas turbinas podem ser horizontais, verticais, abertas ou canalizadas.
Barragem de maré As barragens de maré usam energia potencial na diferença de altura (ou carga hidráulica) entre as marés alta e baixa. Ao usar barragens de maré para gerar energia, a energia potencial de uma maré é aproveitada por meio do posicionamento estratégico de represas especializadas. Quando o nível do mar sobe e a maré começa a subir, o aumento temporário da força das marés é canalizado para uma grande bacia atrás da represa, que contém uma grande quantidade de energia potencial. Com a maré vazante, essa energia é então convertida em energia mecânica, à medida que a água é liberada por meio de grandes turbinas que criam energia elétrica por meio do uso de geradores.
Lagoa maremotriz Uma nova opção de projeto de energia maremotriz é construir muros de contenção circulares com turbinas incorporadas que podem capturar a energia potencial das marés. Os reservatórios criados são semelhantes aos das barragens de maré, exceto que o local é artificial e não contém um ecossistema preexistente. As lagoas também podem ser em formato duplo (ou triplo) sem bombeamento ou com bombeamento que irá achatar a potência de saída. A energia de bombeamento pode ser fornecida pelo excesso de energia renovável em relação à demanda da rede, por exemplo, turbinas eólicas ou painéis solares fotovoltaicos. O excesso de energia renovável, em vez de ser reduzido, poderia ser usado e armazenado para um período posterior. Lagoas maremotrizes geograficamente dispersas com um intervalo de tempo entre os picos de produção também achatariam o pico de produção, proporcionando uma produção próxima à carga de base a um custo mais alto do que outras alternativas, como o armazenamento de energia renovável para aquecimento urbano. A cancelada Tidal Lagoon Swansea Bay, no País de Gales, Reino Unido, teria sido a primeira usina de energia maremotriz deste tipo, uma vez construída.
Estudos dos EUA e do Canadá no século XX O primeiro estudo de usinas de energia maremotriz de grande porte foi realizado pela Comissão Federal de Energia dos EUA em 1924. Se construídas, as usinas de energia seriam localizadas na área da fronteira norte do estado americano do Maine e na área da fronteira sudeste da província canadense de New Brunswick, com várias represas, usinas de energia e eclusas cercando a Baía de Fundy e a Baía de Passamaquoddy. O estudo não resultou em nada e não se sabe se o Canadá foi contactado sobre o estudo pela Comissão Federal de Energia dos EUA."Niagara's Power From The Tides" May 1924 Popular Science Monthly
Em 1956, a concessionária Nova Scotia Light and Power de Halifax encomendou dois estudos sobre a viabilidade do desenvolvimento de energia maremotriz comercial no lado da Nova Escócia da Baía de Fundy. Os dois estudos, realizados pela Stone & Webster de Boston e pela Montreal Engineering Company de Montreal, concluíram independentemente que milhões de cavalos de potência (ou seja, gigawatts) poderiam ser aproveitados de Fundy, mas que os custos de desenvolvimento seriam comercialmente proibitivos.Nova Scotia Light and Power Company, Limited, Annual Report, 1956
Um estudo foi encomendado pelos governos do Canadá, Nova Escócia e Nova Brunswick (Reavaliação da energia das marés de Fundy) para determinar o potencial de barragens de maré na Baía de Chignecto e na Bacia de Minas – no final do estuário da Baía de Fundy. Três locais foram considerados financeiramente viáveis: Shepody Bay (1550 MW), Bacia de Cumberland (1085 MW) e Baía de Cobequid (3800 (MW). Estas nunca foram construídas, apesar da sua aparente viabilidade em 1977.
Estudos dos EUA no século XXI O Snohomish PUD, um distrito de serviços públicos localizado principalmente no Condado de Snohomish, estado de Washington, iniciou um projeto de energia maremotriz em 2007.Overview,” Em abril de 2009, a PUD selecionou a OpenHydro,Selected,” uma empresa sediada na Irlanda, para desenvolver turbinas e equipamentos para eventual instalação. O projeto, conforme concebido inicialmente, previa colocar equipamentos de geração em áreas de alto fluxo de maré e operá-los por quatro a cinco anos. Após o período de teste, o equipamento seria removido. O projeto foi inicialmente orçado em um custo total de US$ 10 milhões, com metade desse financiamento fornecido pelo PUD a partir de fundos de reserva de serviços públicos e metade de subsídios, principalmente do governo federal dos EUA. O PUD pagou parte deste projeto com reservas e recebeu uma doação de US$ 900.000 em 2009 e uma doação de US$ 3,5 milhões em subsídios em 2010, além de usar reservas para pagar cerca de US$ 4 milhões em custos. Em 2010, a estimativa orçamental foi aumentada para 20 milhões de dólares, metade a ser paga pela concessionária e metade pelo governo federal. A empresa de serviços públicos não conseguiu controlar os custos deste projeto e, em outubro de 2014, os custos aumentaram para cerca de US$ 38 milhões e a previsão é que continuem aumentando. O PUD propôs que o governo federal fornecesse um adicional de US$ 10 milhões para este aumento de custos, citando um acordo de cavalheiros.“PUD claims 'gentleman's agreement over tidal project funding',” Everett Herald, Oct 2, 2014,
Desenvolvimento da energia das marés no Reino Unido
A primeira instalação de testes de energia marinha do mundo foi criada em 2003 para iniciar o desenvolvimento da indústria de energia das ondas e marés no Reino Unido. Com sede em Orkney, Escócia, o Centro Europeu de Energia Marinha (CEEM) apoiou a implantação de mais dispositivos de energia das ondas e marés do que em qualquer outro local no mundo. O CEEM fornece uma variedade de locais de teste em condições reais do mar. Seu local de teste de maré conectado à rede está localizado na Queda de Warness, na ilha de Eday, em um canal estreito que concentra a maré enquanto ela flui entre o Oceano Atlântico e o Mar do Norte. Esta área tem uma corrente de maré muito forte, que pode viajar até quatro metros por segundo nas marés vivas. Os desenvolvedores de energia maremotriz que realizaram testes no local incluem: Alstom (anteriormente Tidal Generation Ltd); ANDRITZ HYDRO Hammerfest; Atlantis Resources Corporation; Nautricity; OpenHydro; Scotrenewables Tidal Power; Voith. O recurso poderia ser 4 TJ por ano. Em outras partes do Reino Unido, a energia anual que pode ser extraída é de 50 TWh se a capacidade de 25 GW é instalada com lâminas pivotantes.
Projetos atuais e futuro da energia maremotriz
esquerda|miniaturadaimagem|Instalação da Roosevelt Island Tidal Energy (RITE) de três turbinas subaquáticas Verdant Power de 35 quilowatts em uma única base triangular (chamada TriFrame) na costa da Ilha Roosevelt, na cidade de Nova York, em 22 de outubro de 2020.A usina maremotriz de Rance foi construída durante um período de seis anos, de 1960 a 1966, em La Rance, França.L'Usine marémotrice de la Rance A usina de energia maremotriz de 254 MW do Lago Sihwa, na Coreia do Sul, é a maior instalação de energia das marés do mundo. A construção foi concluída em 2011. A Central Elétrica Marítima de Jiangxia, ao sul de Hangzhou, na China, está em operação desde 1985, com capacidade instalada atual de 3,2 MW. Uma expansão está planejada perto da foz do rio Yalu. O primeiro gerador de corrente de maré na América do Norte (Race Rocks Tidal Power Demonstration Project) foi instalado em Race Rocks, no sul da Ilha de Vancouver, em setembro de 2006. O projeto Race Rocks foi encerrado após cinco anos de funcionamento (2006-2011) porque os elevados custos operacionais produziam eletricidade a uma taxa que não era economicamente viável. A próxima fase no desenvolvimento deste gerador maremotriz será na Nova Escócia (Baía de Fundy). A Usina de Energia Marítima Jindo Uldolmok, na Coreia do Sul, é um esquema de geração de correntes de marés planejado para ser expandido progressivamente para 90 MW de capacidade até 2013. O primeiro 1 MW foi instalado em maio de 2009.Korea's first tidal power plant built in Uldolmok, Jindo Um sistema SeaGen de 1,2 MW tornou-se operacional no final de 2008 em Strangford Lough, na Irlanda do Norte. Foi desativado e removido em 2016.