Die Nutzung der Kraft von Wellen, Gezeiten und Strömungen könnte die Geheimnisse enthüllen, um eine größere Energiesicherheit mit minimalen Umweltauswirkungen zu erreichen. Einigen Schätzungen zufolge gibt es in den USA genug Meeresenergieressourcen, um eine ganze Menge zu decken 57 Prozent des Energiebedarfs der Nation – Unterstützung einer sauberen Energiezukunft und Schaffung neuer Arbeitsplätze. Aber wie nutzen wir diese Kraft auf umweltverträgliche Weise?
Das Cover der Sonderausgabe „Technology and Methods for Environmental Monitoring of Marine Renewable Energy“ im Journal of Marine Science and Engineering zeigt Originalgrafiken, die von Stephanie King, Grafikdesignerin bei PNNL, entworfen wurden. (Bild von Stephanie King | Pacific Northwest National Laboratory)
Um die Vorteile der Meeresenergie voll auszuschöpfen, müssen Sie zunächst verstehen, wie sich die Geräte, mit denen die Kraft des Ozeans eingefangen wird, auf Meeresbewohner und die Lebensräume auswirken, die sie ihr Zuhause nennen. Forschung aus Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) Triton-Initiative treibt voran, wie die Meeresenergieindustrie die Umweltüberwachung von Meeresenergiegeräten durchführt. Durch die Triton-Feldversuchebewerteten die Forscher Überwachungstechnologien und -methoden, um den Mangel an Industriestandards für die Umweltüberwachung allgemeiner Umweltprobleme anzugehen und Empfehlungen zu geben, die von der Meeresenergieindustrie verwendet werden können, um einen Weg zu Lösungen mit geringen Auswirkungen aufzuzeigen.
Das Zeitschrift für Meereswissenschaften und -technik hat kürzlich eine ganze Sonderausgabe der Präsentation der neuesten Forschungsergebnisse der Triton-Initiative gewidmet. PNNL benthischer Ökologe Lenaig Hemery und Geowissenschaftler Josef Hasel organisierte die zehn Veröffentlichungen in dieser Ausgabe, um mehrere Interessengebiete bei der Umweltüberwachung von Meeresenergiegeräten anzusprechen, darunter Unterwasserlärm, elektromagnetische Felder, Kollisionsrisiko, Veränderung des Lebensraums und andere.
„Zusammen erzählen diese Artikel eine umfassende Geschichte über die Zukunft der Meeresenergie“, erklärte Hemery, „Jeder von ihnen konzentriert sich auf eine etwas andere Forschungsfrage, aber da sie gemeinsam veröffentlicht werden, verweben sie ein größeres Bild.“
Den Lärm durchschneiden
Forscher setzen Hydrophone ein, um Unterwassergeräusche zu messen, die von einer Gezeitenturbine erzeugt werden. (Foto von Jayson Martinez | Pacific Northwest National Laboratory)
Von den möglichen Umweltauswirkungen, die sich aus der Einführung von Meeresenergiegeräten in Küstengebieten ergeben können, ist Schall eine wichtige Überlegung. Viele Meerestiere nutzen Geräusche, um ihre Unterwasserwelt zu verstehen und sich zurechtzufinden. Meeresenergiegeräte können zu dieser Geräuschkulisse beitragen, aber ist es genug Lärm, um das Meeresleben in der Gegend zu beeinträchtigen? Die Beantwortung dieser Frage ist der Schlüssel zur Entwicklung und Implementierung umweltfreundlicher Meeresenergietechnologien an den richtigen Standorten.
In einer Veröffentlichung in der Sonderausgabe verwendeten PNNL-Forscher und Mitarbeiter der University of New Hampshire und der University of Washington ein Hydrophon, um den von einer Gezeitenturbine in Portsmouth, New Hampshire, erzeugten Lärm zu messen. Das haben sie gefunden Das turbinenbedingte Geräusch in diesem geschäftigen Hafen war geringer als die Umgebungsgeräusche des Hafens und kam zu dem Schluss, dass der Lärm dieser Turbine die lokale Tierwelt wahrscheinlich nicht stören würde.
Allein dieser Befund ist aus Sicht der Ozeanverwaltung eine positive Nachricht, aber ihre Arbeit zeigte auch die Wirksamkeit der Verwendung eines handelsüblichen Hydrophons zur Überwachung von Geräuschen von Meeresenergiegeräten.
„Der Nachweis der Wirksamkeit leicht verfügbarer, kostengünstiger Überwachungsoptionen wie dieses Hydrophons in Verbindung mit den bestehenden internationalen Leitlinien zur akustischen Charakterisierung von Meeresenergiewandlern öffnet die Tür für mehr Möglichkeiten, kritische, übertragbare Daten zu Schallemissionen von Meeresenergiegeräten zu sammeln in den Vereinigten Staaten“, sagte Haxel, Hauptautor dieser Studie.
Lichter, Kamera, Action auf Meeresenergie
Das Fehlen von Industriestandards für die Erfassung von Umweltdaten rund um Meeresenergieanlagen hat es schwierig gemacht, die Umweltauswirkungen von einer Geräteinstallation auf eine andere zu verallgemeinern. Ein verbindendes Thema der Sonderausgabe, das sich mit diesem Thema befasst, ist die Bedeutung von übertragbaren und konsequente Umweltüberwachungsmethoden die die Entwicklung und Installation von Meeresenergiegeräten mit geringen Auswirkungen unterstützen werden. Die Veröffentlichungen in der Sonderausgabe teilen wertvolle Ergebnisse aus Feldversuchen, die von der Triton-Initiative durchgeführt wurden, berichten über neue Überwachungsansätze und fassen breitere Auswirkungen im Zusammenhang mit dem Vorhandensein von Energiegeräten in Meeresumgebungen zusammen.
Forscher bereiten eine 360-Grad-Unterwasserkamera vor, um Veränderungen im Lebensraum rund um den Anker eines Wellenenergiekonverters zu überwachen. (Foto von Alicia Amerson | Pacific Northwest National Laboratory)
- „Sehen“ mit Ton: Die Forscher fanden heraus, dass akustische Kameras – die häufig dort eingesetzt werden, wo eine visuelle Überwachung aufgrund trüber Wasserbedingungen unmöglich ist – am besten geeignet sind Überwachung auf mögliche Kollisionen zwischen größeren Meerestieren und Energiegeräten.
- Das ultimative Panoramabild: Die Forscher identifizierten die beste Konfiguration für die erfolgreiche Verwendung von a 360-Grad-Kamera um die Ansammlung von Fischen in der Nähe von Meeresenergieanlagen zu überwachen – ein Ansatz, der die Überwachung an Orten ermöglicht, an denen starke Wellen oder Strömungen andere Optionen unpraktisch machen.
- Messung unsichtbarer elektromagnetischer Felder: Die Forscher testeten Messinstrumente Elektromagnetische Felder unter Wasser – die von Kabeln emittiert werden, die Energie von Schiffsgeräten an Land transportieren – und überwachte elektromagnetische Felder in der Umgebung in Sequim Bay, Washington, um eine wichtige Grundlage für die zukünftige Überwachung zu schaffen.
- Und mehr: Weitere Veröffentlichungen im Sonderheft befassen sich mit Ansätzen zu Modellieren Sie die Umweltauswirkungen von marinen Energiegeräten, Tools zur Bewertung Lebensraum verändern, Kommunikations- und Vermittlungsstrategiendas Wirkung von Licht von Meeresenergiegeräten und Überlegungen zur Nachhaltigkeit des Lebenszyklus.
Wellen durch die marine Energiewelt
Die Erhöhung der Sichtbarkeit der neuesten Meeresenergieforschung wird einen Welleneffekt in der Welt der wissenschaftlichen Praxis und des Managements haben. Die Veröffentlichungen in dieser Sonderausgabe bieten einen wertvollen, facettenreichen Einblick in Umweltüberwachungstechniken und -ansätze, die die Entwicklung zukünftiger Meeresenergietechnologien, -richtlinien und -vorschriften beeinflussen werden.
„Eines der Haupthindernisse für den Einsatz von Meeresenergie ist derzeit, dass einfach nicht genügend Geräte ins Wasser gebracht und getestet wurden“, erklärte Haxel. „Unsere Mission mit Triton ist es, die Wissenslücken der Regulierungsbehörden zu schließen, damit wir zu einer Reihe von standardisierten Techniken und Geräten gelangen können, die die Übertragbarkeit fördern.“
Letztendlich bewegt die Sicherstellung, dass die langfristigen Auswirkungen von Meeresenergiegeräten von Regulierungsbehörden, politischen Entscheidungsträgern und der wissenschaftlichen Gemeinschaft verstanden werden, den Fortschritt in unserem 21st Jahrhundert Energiewende.
Forschungstaucher inspiziert einen Hydrophon-Lander, der im Rahmen der laufenden Forschung der Triton-Initiative auf dem Meeresboden eingesetzt wird, um die Umweltüberwachung von Meeresenergiegeräten zu verbessern. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Richard Walsh | Scripps Institution of Oceanography)
Alle Artikel sind jetzt im Sonderheft „Technologie und Methoden zur Umweltüberwachung erneuerbarer Meeresenergien.“ Die Triton-Initiative wird unterstützt von der Büro für Wasserkrafttechnologien des US-Energieministeriums.
Artikel mit freundlicher Genehmigung der US-Energieministerium, Pacific Northwest National Laboratory, PNNL.
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