L’esaurimento delle riserve di combustibile fossile unito ad un sempre crescente interesse per la salvaguardia dell’ambiente, ha fatto sì che negli ultimi trenta anni crescesse l’interesse verso nuove fonti di energia alternative, eco-compatibili e rinnovabili. Queste nuove fonti di energia, sebbene ancora oggi non siano in grado di sostituire quelle tradizionali, rappresentano un valido supporto ad esse.
Tra queste fonti trova posto l’oceano, che racchiude grandi quantità di energia sia meccanica, dovuta alle correnti marine, alle maree e alle onde sia termica.
Le onde sono create quando il vento soffia sull’acqua. Nell’oceano il vento è molto potente e agisce su centinaia di chilometri di acqua. Questo significa che molta energia è trasferita dall’aria all’acqua. La possibilità di sfruttare il moto delle onde del mare per ottenere energia elettrica, nonostante i problemi, non smette di solleticare la fantasia degli ingegneri. Ci sono allo studio ipotesi per concentrare le onde in modo da aumentarne l’altezza e la possibilità di trasformarne il movimento in energia elettrica. Altre ipotesi prevedono invece di utilizzare le variazioni di pressione che sì riscontrano al di sotto della superficie del mare, altre di utilizzare dei galleggianti che copiano il moto ondoso trasferendolo a dei generatori per mezzo di pistoni idraulici (progetto Pelamis).
La marea è il ritmico alzarsi (flusso) ed abbassarsi (riflusso) del livello del mare provocato dall’azione gravitazionale della Luna e del Sole. Oltre alla forza di gravitazione universale in questo fenomeno entra in gioco anche un’altra forza, quella centrifuga.
La tecnica energetica sfrutta il dislivello tra l’alta marea e la bassa marea: la cosiddetta ampiezza di marea. Nei siti dove quest’ampiezza è sufficiente, si possono realizzare le centrali di marea costiere, ossia grandi dighe di sbarramento sulla costa. Queste presentano però un grande limite dovuto all’erosione che esercitano sulle coste e nell’abbondante rilascio di sedimenti (cioè sabbia a e altri materiali trascinati dall'acqua) all’interno del bacino. Per questi motivi si sta pensando a degli impianti in mare aperto (offshore) con opportune griglie di sbarramento e data la non elevata velocità delle turbine si può anche garantire la salvaguardia della flora e della fauna marina.
Sfrutta le differenze di temperatura tra la superficie marina (generalmente più calda) e le profondità oceaniche (nell’ordine delle centinaia di metri). Le centrali a conversione di energia termica dell'oceano, nominate con l’acronimo inglese OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion), sono formate da apparecchiature termiche molto sofisticate. Al loro interno un fluido con un basso punto di ebollizione, come ammoniaca o una miscela di acqua e ammoniaca viene riscaldato dalle acque di superficie calde. Quando questo fluido bolle, il gas risultante crea una pressione sufficiente a far girare una turbina collegata ad un generatore che produce energia elettrica. Una volta azionata la turbina, il vapore giunge in uno scambiatore di calore contrario dove viene a contatto con l’acqua fredda pompata dalle zone profonde ritornando allo stato liquido e venendo immesso nuovamente nel ciclo. Il modello di centrali OTEC hanno successo negli oceani tropicali, dove la temperatura superficiale può raggiungere i 30 °C mentre nelle zone più profonde può arrivare a 6 °C.
Schema di funzionamento del sistema OTEC