Malo drukčija eksploatacija oceana - Rudarenje se seli u podmorje

Oduvijek se znalo da su mora i oceani bogati biljnim i životinjskim svijetom, ali tu njihova prirodna bogatstva ne prestaju. Zlato, uran, magnezijev sulfat, litij, energija valova, plime ili oseke izobilje su koje u suvremenom svijetu može imati svoju vrijednost u širokoj primjeni. Pri tome je posebno pogodno što je 'rudarenje' oceana i mora mnogo čišće nego ono na kopnu. Iako su nastojanja još u povojima, uobičajeno shvaćanje rudarenja i iskorištavanja energije očito se mijenja i pokušava preseliti u podvodni svijet.

Izobilje radioaktivnog elementa

Nuklearna energija smatra se čistom jer ne ispušta ugljikov dioksid, unatoč tome što su u slučaju nesreće posljedice nesagledive za ljude i prirodu (sa strahom se prate ratni događaji oko nuklearki u Ukrajini). Za nuklearnu energiju je potreban uran, no budući da urana ima u ograničenim količinama, pokušavaju se pronaći što bolji načini njegova dobivanja. Kineski znanstvenici su potkraj prošle godine uspjeli tako iz morske vode dobiti 20 puta više urana od svih dosadašnjih metoda te su izračunali da bi prema sadašnjem stupnju potrošnje mogli tisućljećima osigurati dovoljno energije. Procijenjeno je, naime, da oceani sadržavaju oko 4,5 milijardi tona urana, što je petsto puta više nego u stijenama, ali dobivanje iz vode je mnogo skuplje nego iz zemlje.

Budući da su prijašnja istraživanja pokazala da listovi načinjeni od akrilnih vlakana mogu izvući neznatne količine urana iz vode, kineskim istraživačima je bilo izazovno pročistiti i olakšati izdvajanje. Tome su doskočili materijalom nazvanim polimerna membrana, koji je poput krvnih žila prožet kanalićima koji se granaju u još manje tunele promjera samo 300 do 500 nanometara. Kada su znanstvenici propuštali vodu kroz membranu zasićenu amidoksimom, spojem koji se veže na ione urana, uz pomoć rendgenske fotoelektronske spektroskopije ulovili su 20 puta više urana nego kod ostalih materijala. Membrana se ujedno čisti klorovodičnom kiselinom, koja odvaja 98 posto prikupljenog urana, pa se materijal može ponovno upotrijebiti, čime se uvelike smanjuju troškovi vađenja.

Bijelo zlato

Istraživači s Korejskog sveučilišta za mora i oceane objavili su također potkraj prošle godine da su uspjeli dobiti visokokvalitetne minerale iz morske vode tako što su uspjeli izdvojiti 99,8 posto čistoga magnezijevog sulfata u postupku odsoljavanja morske vode. Pomislili su da bi bilo korisno spojiti odsoljavanje s izdvajanjem minerala, što je ekološki i energetski učinkovito, te su razvili postupak za izdvajanje magnezijevog sulfata visoke kakvoće uz pomoć etanola. Budući da je dobivanje magnezijeva sulfata odsoljavanjem isplativo, uz remineralizaciju odsoljene slatke vode mogao bi se koristiti u farmaceutskoj i prehrambenoj industriji.

Nadalje, u morima i oceanima nalazi se 200 milijardi tona litija, zvanog i bijelo zlato. Kopno sadrži 21 milijun tona litija sada dostupnog uobičajenim rudarenjem, odnosno 86 milijuna tona kada se uračunaju ostale zalihe procijenjene geološkim istraživanjima. Potražnja za općeprisutnim litijevim baterijama je tolika da se očekuje da će se u idućih nekoliko desetljeća potrošiti trećina kopnenog litija. Danas se litij rudari i iz slanih jezera i podzemnih izvora tako da se pumpa podzemna slana voda u velike bazene za isparavanje. Tamo se ostavlja godinu ili dvije kako bi pod utjecajem sunca voda isparila i ostala slana otopina. Iz nje se kemijski istaloži litijev karbonat, zatim filtrira i suši mineral, što je jeftinije od vađenja iz mineralnih ruda. Za dobivanje litija iz morske vode istraživači upotrebljavaju elektrokemijske metode, koristeći se materijalima koji preuzimaju ili prenose litijeve ione iz razrijeđenih izvora i talože ih.

Morska groznica

U oceanima je 'zarobljeno' i oko 20 milijuna tona zlata, koje vrijedi oko 700 bilijuna dolara, te gram zlata dolazi na svakih sto milijuna tona morske vode. Britanski kemičar Edward Sonstadt otkrio je 1872. da postoji zlato u morskoj vodi, a prvi koji se pokušao na tome obogatiti je pastor iz Nove Engleske (sjeveroistočno područje Sjedinjenim Američkih Država koje obuhvaća šest država) Prescott Ford Jernegan u 1890-ima. Navodno je u vrućici od tifusa sanjao da se morska voda pretvara u zlato, pa kada je ozdravio izradio je akumulator za zlato. Akumulator je zapravo bila drvena kutija s rupama u kojoj je bila živa pomiješana s 'tajnim sastojkom', a živu je elektirificirao povezavši je žicom do baterije. Kutiju je čak prodavao naivnim ljudima, no 1900. pronalazač Henry Clay Bull je izumio metodu kojom bi se snizila kiselost morske vode i navodno izvukli otopljeni ioni, uključujući ione zlata. No nema informacija da je izradio uređaj.

Nadalje, u 20-im godinama 20. stoljeća nobelovac Fritz Haber pokušao je centrifugom naći rješenje za dobivanja zlata iz oceana, koje se na kraju ispostavilo skupim uslijed pogreške u izračunima. Bilo je pokušaja i poslije, a nama bliži pokušaj bio je onaj iz 2012. izumitelja i biomedicinskog inženjera Marka Sullivana. On je razvio motor koji se koristio Coriolisovim učinkom (inercija djeluje na sve čestice u zaokrečućim sustavima) za proizvodnju energije, a kao nusproizvod oceanske turbine bi filtrirale zlato iz mora. Nije uspio pronaći ulagača, tako da do sada nema načina za zgrtanje zlata iz mora, iako se govori da Kinezi, kao najveći proizvođači zlata, razvijaju čamce i strojeve za podvodno rudarenje.

Neiskorištena snaga oceana

Korištenje valova, plime i oseke za dobivanje energije ima smisla jer je 70 posto Zemlje prekriveno vodom, a valovi nastaju pod utjecajem vjetrova koje pokreće sunčeva toplina. Prema američkoj Upravi za energetske informacije godišnji energetski potencijal valova na obalama Sjedinjenih Američkih Država pokriva oko dvije trećine potrošnje energije SAD-a ili 2,64 bilijuna kilovat-sati. Te su zalihe do danas neiskorištene iako je recimo prvi patent za dobivanje energije zabilježen još 1799. godine. Postojeći projekti stvaraju nedovoljno energije, poput projekta Verdant Power's Roosevelt Island Tidal Energy (RITE) koji se koristi plimom i osekom. Taj je projekt nakon zamalo 20 godina razvoja pokrenut prije dvije godine na East Riveru u New Yorku te je snagom od jednog megavata proizveo 275 megavat-sati energije u osam mjeseci. Iako tako može napajati samo 387 prosječnih američkih domova, riječ je o najvećem morskom generatoru u SAD-u.

Europa i Azija odmakle su nešto dalje, ali veći utjecaj na proizvodnju energije desetljećima je daleko. U svijetu je u 2020. proizvedeno 527 megavata energije iz oceana, a lani je solarni proizvodni kapacitet dostigao 760 gigavata ili 1400 puta više. Za proizvodnju sunčane energije i one vjetra također se na početku govorilo da su preskupi, a sada se cijene kreću od četiri do šest američkih centi po kilovat-satu prema podacima iz veljače.

Valovi novca

Europa je uložila milijarde u projekte koji su bili godinama gubitaši, što se promijenilo 2018. kada su vjetroelektrane na moru dostigle ciljeve predviđene za 2020., istaknuo je Jonathan Fiévez, izvršni direktor australske tvrtke Carnegie Clean Energy, koja se bavi tehnologijom energije valova. Kod oceanskih valova je izazov i to što mogu biti vrlo snažni i po opremu razorni, pa su umjesto velikih valova poželjni mali pravilni valovi, koji se nazivaju 'valovima novca'. Upravo zbog teških uvjeta propali su pokušaji s pretvaračem energije Penguin finske tvrtke Wello, koji je nestao u moru, i generatorom australske tvrtke Oceanlinx, koji je oštećen i djelomično potonuo. Penguin je unatoč svemu uskrsnuo 2017. kada je postao dio programa Europske unije – Obzor 2020, za istraživanja i inovacije.

Prema Inni Braverman, suosnivačici izraelskog Eco Wave Powera, koji se također bavi energijom valova, stručnjaci su i dalje najviše zaokupljeni samom izradom, pa do sada nisu ni imali prilike povezati se s električnom mrežom na kopnu. Istaknula je ujedno i da su mnoge osiguravajuće kuće odustale od osiguravanja takvih uređaja. Dodatan izazov je i taj što su neki od tih uređaja postavljeni 16 kilometara od obale i 30 metara ispod površine te je za njihovo održavanje potrebna dekompresijska komora i ronioci obučeni poput inženjera. Stoga je popravak i najmanje sitnice iznimno skup, a pitanje je kako će utjecati na okoliš podvodni vodovi i buka, elektromagnetska polja te turbine. Ako bi se postavljali bliže obali njihov izgled narušavao bi okoliš.

Prvi uređaj na moru koji je uspješno isporučio energiju valova u električnu mrežu je onaj škotske tvrtke Pelamis Wave Power, no tvrtka je poslije propala. Ali lanjskog lipnja uređaj Wave Swell Energyja od 200 kilovata, UniWave200, na tasmanijskom otoku (Australija) King Islandu počeo je također slati energiju u mjesnu mrežu. Tvrtka čiji uređaj može služiti i kao lukobran sada traži partnera kako bi se omogućila veća proizvodnja. Brinući se o nenarušavanju izgleda obale Carnegie Clean Energy sa svojom CETO tehnologijom izradio je uređaj koji se ne vidi jer je potopljen metar i pol ispod površine, zbog čega ga je lako održavati. Uređaj može ujedno tjedan dana unaprijed prognozirati valovitost mora i oceana, a uz pomoć CETO-ovih izračuna proizvodnja energije se izračunava s pogreškom do tek 20 posto. Za usporedbu, toliko velika predvidljivost opskrbe nije moguća u korištenju Sunca i vjetra zbog promjenjivosti tih izvora energije.

Da bi se izvuklo što više energije, moguće je i predviđanje kretanja, vremena i oblika svakog vala. Iako se ocjenjuje da je morska energija zasad najpogodnija za udaljena i nepristupačna mjesta na morima i oceanima s nerazvijenom električnom mrežom i visokim troškovima dobivanja energije, suprotno dokazuje zagrebačka tvrtka Jel-Tom. Naime, riječ je o izumu Tomislava Pokrajčića i njegova oca Frane koji su osmislili razbijač valova kao prepreku za zaštitu luka i plaža od udara jakih valova pretvarajući njihovu snagu u struju; dodatno se prikuplja i otpad. To su plutajući zračni jastuci koji su dosad pobrali mnoge međunarodne nagrade – posljednju su upravo dobili za tehnološku inovaciju na Svjetskoj izložbi 'Expo 2020' u Dubaiju.