Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

69
OCEAN THERMAL ENERGY CONVERSION (OTEC): A Sustainable Economic Development Option for Puerto Rico EXPO Convención Anual CIAPR 2015 Río Mar Beach Resort, Río Grande, PR Manuel A.J. LaboyRivera, PE, MBA, CSP

Transcript of Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Page 1: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

OCEAN  THERMAL  ENERGY  CONVERSION  (OTEC):  

   A  Sustainable  Economic  Development  

Option  for  Puerto  Rico  EXPO  Convención  Anual  CIAPR  2015  Río  Mar  Beach  Resort,  Río  Grande,  PR  

 Manuel  A.J.  Laboy-­‐Rivera,  PE,  MBA,  CSP  

Page 2: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

*  Introduction  *  Chronological  Review  of  Major  Events  

ü  Prior  to  the  70’s  ü  From  1974  to  1981  ü  PREPA’S  40  MW  Plant  Proposal  to  DOE  in  1981  ü  From  1982  to  2006  

*  Recent  developments  and  current  projects:  2007  to  present  *  Understanding  OTEC  history  –  what  really  happened  *  Puerto  Rico  and  OTEC:  today  *  Puerto  Rico  and  OTEC:  the  future  *  A  vision  for  Puerto  Rico:  options  for  sustainable  economic  

development  *  Suggested  roadmap  for  implementation  

*  Q&A  session  

Presentation  Outline  

Page 3: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

“…there  are  few  things  that  are  unprecedented  and  few  opportunities  for  changing  the  game”    –  George  Friedman    The  Next  100  Years:  A  Forecast  for  the  21st  Century  (2010)  

 

Page 4: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

[As  defined  by  US  Public  Law  96-­‐310  on  July  17,  1980]    “Method  of  converting  part  of  the  heat  from  the  Sun  which  is  stored  in  the  surface  layers  of  a  body  of  water  into  electrical  energy  or  energy  product  equivalent.”    [Closed-­‐Cycle  Shown]  

 

Introduction:  What  is  OTEC?  

Picture  from  TU  Delft  

Page 5: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Solar  energy  absorbed  by  oceans  is  ≈  4000  x  humanity  annual  consumption.  Less  than  1%  of  this  energy  will  satisfy  all  global  needs  (@  thermal/electric  conversion  of  ~  3%).  OTEC  recovers  part  of  the  heat  energy  stored  in  the  Earth's  oceans  to  generate  electricity.    

Introduction:  The  Resource  

Picture  from  OTEC.org  

Page 6: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Heat  Source  

Introduction:  What  is  Required?  

Deep  Cold  Water  (Heat  Sink)  

Accessibility  of  Resources  &  

Demand  for  Energy  

Page 7: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Introduction:  Types  of  Systems  

Closed-­‐Cycle  [Technically  &  

economically  feasible  today  at  commercial  scale  –  10  to  75  MW]  

Open-­‐Cycle  [Requires  more  

R&D  –  less  than  1  MW;  Co-­‐produces  water]  

Hybrid-­‐Cycle  [Suitable  for  Pilot  or  

Demonstration  Plant  –  1  to  5  MW;  Co-­‐

produces  water]  

Page 8: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Evaluation  of  OTEC  as  a  commercial  option  should  focus  on  the  following  points:    *  Technical  viability  (engineering/design,  off-­‐the-­‐shelf  equipment,  deployment/construction)  *  Environmental  impact  *  Economics  (competitive  cost  of  electricity  versus  fossil  fuels  such  as  oil)  *  Appropriate  financing  strategy  and  structure  (utility  project)  *  Baseload  versus  intermittent  electric  power  production  

Introduction:  OTEC  Evaluation  Criteria  

Page 9: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Introduction:  OTEC  Evaluation  Criteria  (cont.)  

The  Importance  of  Baseload  Power  Generation  

(ENR  2011)  “…  even  wind,  geothermal  and  solar  energy  supporters  say  they  

cannot  replace  the  massive  baseload  power  provided  by  nuclear,  natural  gas  and  coal.”  

“…  solar  farms  could  not  produce  electricity  24  hours  a  

day,  as  coal,  gas  or  nuclear  can.”  

 

Page 10: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

*  OTEC  is  a  baseload  viable  technology  (closed-­‐cycle  50-­‐75  MW;  hybrid-­‐cycle  1-­‐5  MW)  

*  OTEC  uses  no  fuel  *  Efficiency  or  capital  cost  are  important  but  do  not  represent  the  economic  

bottom-­‐line  *  OTEC  cost  of  electricity  is  competitive  (closed  cycle;  final  $/kW-­‐h  depends  on  size  

due  to  economies  of  scale,  location/market,  financing  specifics,  contract  terms  &  conditions,  etc.)  

*  Equipment  for  closed-­‐cycle  system  is  commercially  available  (off-­‐the-­‐shelf)  *  Safe  operation  with  minimal  environmental  impacts  *  Reliable  operation  with  minimum  maintenance  *  Platform  and/or  cold  water  pipe  construction/deployment  similar  to  the  marine  

and  other  related  industries  *  Low  pressures  and  temperatures  of  OTEC  process  represent  lower  equipment  

cost  compared  to  high  P/T  of  other  similar  energy  sources  

Introduction:  OTEC  Evaluation  Criteria  (cont.)  

Page 11: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

*  No  fuel  needed  ü  One  100-­‐MW  plant  can  save  1,300,000  bbl  per  year  or  $130  MM  per  year  (@  $100/bbl)  

*  No  emissions  of  conventional  air  pollutants  ü  One  100-­‐MW  plant  can  save  500,000  tons  of  CO2  per  year  or  $15  MM  per  year  (@  $30/

ton  Carbon  Credit)  *  No  solid  wastes  *  Discharge  essentially  similar  to  ambient  water  *  Can  concurrently  produce  potable  water  (hybrid  or  open-­‐cycle)  *  Stable  supply  (not  vulnerable  to  external  factors)  *  Very  high  availability  factor  (>85%)  *  Cost  is  known  and  fixed  from  day  1  (very  low  volatility)  *  Public  is  very  receptive  to  idea,  once  the  basic  principle  is  understood  *  Baseload  electricity  (available  24/7/365)  

Introduction:  OTEC  Social  &  Environmental  Impact  

Page 12: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

*  Thermal  fluid  system  leak  ü Ammonia  proven  safety/environmental  record;  OSHA  PSM;  EPA  RMP  

*  Effect  of  chemicals  used  to  reduce/control  biofouling  ü Proposed  intermittent  doses  below  EPA’s  allowable  concentrations  

*  Upwelling  effect  ü Occurs  naturally  in  various  sites  worldwide;  most  famous  site  is  in  Peru’s  

off-­‐coast  in  the  Pacific;  to  be  avoided  in  first  plant;  combined  discharge  just  below  the  photic  zone  to  match  conditions  of  receiving  body  

*  Marine  organisms  entrainment  and  impingement  ü Use  similar  technology  used  in  existing  coastal  power  plants  

*  Movement  of  large  amounts  of  water  ü  Long-­‐term  effects  need  further  study  

Introduction:  OTEC  Risks  

Page 13: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

*  All  potential  issues  can  be  avoided,  controlled  and/or  mitigated  during  system  design,  industry  standards,  engineering  best  practices  and/or  through  preventive  measures  during  operation  *  Environmental  impact  assessments  and  strict  permitting  process  required  by  both  PR  and  EEUU  (NOAA,  EPA,  EQB,  etc.)  *  First  plant  to  include  program  to  study  long-­‐term  environmental  effects  during  operation  –  UPR  recommended  as  partner  

Introduction:  OTEC  Risks  (cont.)  

“Every  energy  source  pollutes…  some  do  so  badly  and  some  not  so  badly,  but  all  do.”  –  Editor-­‐in-­‐Chief,  Journal  of  the  Association  of  Energy  Engineers,  2011  

Page 14: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Introduction:  Use  of  Technology  to  Mitigate  Risks  

Modeling  for  one  100-­‐MWe  plant  discharges  

Oceanography  

Modeling  for  three  100-­‐MWe  plants,  2.2  km  spacing,  100  m  combined  discharge  

Page 15: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

*  Jacques  D’Arsonval  formally  proposed  the  idea  in  France  in  the  1880’s  *  Dr.  Georges  Claude  built  and  operated  the  first  plant  in  Matanzas,  Cuba  in  

1930  (22  kW);  “Power  from  the  Tropical  Seas”  is  published  in  1930  by  Mechanical  Engineering  

*  In  1950’s  ü  French  engineers  attempted  to  build  an  OTEC  plant  in  Abidjan  (Ivory  Coast)  

but  project  was  too  costly  ü  Sea  Water  Conversion  Laboratory  at  University  of  California  was  founded  

and  obtained  government  funds  for  research  *  James  H.  Anderson  Jr.  presented  his  thesis  “A  Proposal  for  a  New  

Application  of  Thermal  Energy  from  the  Sea”  to  MIT  in  1964  *  Oil  embargo  occurred  in  1974  –  a  game  changer…  

Review  of  Major  Events:  Prior  to  the  70’s  

Page 16: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

*  Federal  government  provided  funds  for  OTEC  research  *  Significant  amount  of  work  done  by  

ü Lockheed  ü Johns  Hopkins  University  Applied  Physics  Laboratory  ü Argonne  National  Laboratory  ü General  Electric  ü UPR  Mayaguez  Center  for  Energy  and  Environment  Research  

(CEER)  –  Oceanography,  heat  exchanger  design  and  operation  (biofouling,  corrosion,  microfouling),  environmental  studies  

Review  of  Major  Events:  From  1974  to  1981  

Page 17: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1974  to  1981  (cont.)  

Argonne  National  Lab  1-­‐MWt  HX  Test  Facility  

Page 18: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1974  to  1981  (cont.)  

Demonstration  Project  @  Hawaii:  Closed-­‐Cycle  with  NH3  Alfa  Laval  Titanium  

Plate  Heat  Exchangers  Gross  Power:  53  kW  Net  Power:  18  kW  

Approx.  4  months  of  operation    

Page 19: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

*  1980:  General  Electric  prepared  conceptual  design  for  Department  of  Energy  (DOE)  for  Hawaii  ü  Gross  Power:  55  MWe,  Net  Power:  40  MWe  ü  Shelf-­‐Mounted  ü  Closed-­‐Cycle  with  NH3  ü  Trane  Al-­‐Bz  Plate-­‐Fin  HX’s  (submerged  

*  1980:  JHU/APL  prepared  preliminary  design  for  DOE  for  both  Hawaii  and  Puerto  Rico  ü  Gross  Power:  52  MWe,  Net  Power:  40  MWe  ü  Floating/Moored  Platform  (Puerto  Rico),  Grazing  NH3  Plantship  (Hawaii)  ü  Closed-­‐Cycle  with  NH3  ü  Two  HX  Modules:  Folded-­‐Tube  and  PHE;  Interchangeable  Modules  ü  HX  Installation:  On-­‐Platform  

Review  of  Major  Events:  From  1974  to  1981  (cont.)  

Page 20: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1974  to  1981  (cont.)  

1980:  A  conference  is  conducted  in  

Maunabo  to  explain  OTEC  and  its  environmental  impact  

(Sponsored  by  UPR  Sea  Grant  Program  and  UPR  Mayaguez  CEER)  

Page 21: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

*  1980:  US  Congress  approved  Public  Law  96-­‐310  ü  Solar  energy  technologies  to  supply  1%  US  energy  needs  by  1990  and  20%  by  

2000  ü  Demonstration  of  a  minimum  of  100  MWe  from  OTEC  by  1986  ü  Demonstration  of  a  minimum  of  500  MWe  by  1989  ü  Achieve  an  average  COE  by  installed  OTEC  systems  that  is  competitive  with  

conventional  energy  sources  for  US  Gulf  Coast  region,  US  islands,  US  territories  and  possessions  by  mid  1990’s  

ü  National  goal  of  10,000  MW  of  OTEC  electrical  energy  capacity  by  1999  *  1980:  US  Congress  approved  Public  Law  96-­‐320  

ü  To  establish  guidelines  for  OTEC  financial  and  regulatory  assistance  by  Federal  agencies  

ü  National  Oceanic  and  Atmospheric  Administration  (NOAA)  as  “one-­‐stop-­‐shop”  for  licensing  process  

Review  of  Major  Events:  From  1974  to  1981  (cont.)  

Page 22: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1974  to  1981  (cont.)  

The  OTEC  Act  of  1980:  Sec  2.(a)  “The  Congress  finds  that:  ü  The  supply  of  nonrenewable  fuels  in  the  US  is  slowly  

being  depleted  ü  Alternative  sources  of  energy  must  be  developed  ü  OTEC  is  a  renewable  energy  resource  that  can  make  a  

significant  contribution  to  the  energy  needs  of  the  US  ü  The  technology  base  for  OTEC  has  improved  over  the  

past  two  years  and  has  consequently  lowered  the  technical  risk  involved  in  constructing  moderate  size  pilot  plants  with  an  electrical  generating  capacity  of  about  10  to  40  MW  

ü  …  it  is  in  the  national  interest  to  accelerate  efforts  to  commercialize  OTEC  by  building  pilot  and  demonstration  facilities  and  and  to  begin  planning  for  the  commercialization  of  OTEC  technology  

ü  A  strong  and  innovative  domestic  industry  committed  to  the  commercialization  of  OTEC  must  be  established…”  

Page 23: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1974  to  1981  (cont.)  

Environmental  Impact  Statement  (prepared  by  NOAA  in  1981)  

Page 24: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1974  to  1981  (cont.)  

Demonstration  Project  @  Hawaii:  OTEC-­‐1  (1981)  

1-­‐MWe  At-­‐Sea  Test  Facility  Closed-­‐Cycle  with  NH3  

No  Turbine  (Throttle  Valve)  Shell  &  Tube  Titanium  Heat  

Exchangers  Approx.  3  months  of  operation  

 

Page 25: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1974  to  1981  (cont.)  

Meanwhile,  Tokyo  Electric  Co.,  Toshiba  and  the  Republic  of  Nauru  completed  a  demonstration  plant  @  Nauru  in  1981:  

Closed-­‐Cycle  with  Freon  (R-­‐22)  Shell  &  Tube  Titanium  Heat  Exchangers  

Gross  Power:  120  kW  Net  Power:  31.5  kW  

Aprox.  3  months  of  operation  Plant  connected  to  the  island’s  electric  

grid  (supplied  power  to  a  school)    

Page 26: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

PREPA’S  40  MW  Plant  Proposal  to  DOE  in  1981  

Page 27: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

PREPA’S  40  MW  Plant  Proposal  to  DOE  in  1981  (cont.)  

Key  Statements:  ü  PREPA  as  prime  

contractor  ü  Turn-­‐key  project  ü  Safety,  O&M  and  

environmental  factors  considered  

ü  Novel  approach  to  deployment  of  tower  and  CWP  

ü  Project  depended  on  Federal  support    

Page 28: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

PREPA’S  40  MW  Plant  Proposal  to  DOE  in  1981  (cont.)  

Key  Statements:  ü  No  fuel  needed  (free  

ocean  energy)  ü  Correlation  between  

OTEC  and  economic  growth,  new  industries  and  job  creation  

Page 29: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

PREPA’S  40  MW  Plant  Proposal  to  DOE  in  1981  (cont.)  

Proposal  considered  and  emphasized  on  two  major  aspects:  ü  World-­‐wide  unique  characteristics  of  Punta  Tuna  in  terms  of  thermal  and  cold  

deep  water  resources,  its  proximity  to  shore,  as  well  as  oceanography  and  bathymetry  related  profile  and  advantages  

ü  One  of  the  best  documented  OTEC  sites  in  the  world  

Page 30: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

PREPA’S  40  MW  Plant  Proposal  to  DOE  in  1981  (cont.)  

ü  40-­‐MW  electric  power  generation  ü  Jacket-­‐type  fixed  tower  in  300  

feet  of  water  1  to  2  miles  to  shore  ü  Modularized  power  system  (10  

MW  each  module)  ü  Closed  cycle  ammonia  power  

system  ü  Near  bottom  mounted  shell  &  

tube  titanium  heat  exchangers  for  (1)  minimum  loading  on  tower,  (2)  wave  and  hurricane  protection  and  (3)  process  performance  

ü  3,000  feet  CWP  –  considered  at  the  time  as  the  biggest  challenge  

Page 31: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

PREPA’S  40  MW  Plant  Proposal  to  DOE  in  1981  (cont.)  

A  vision  for  Puerto  Rico  Hard  to  believe,  many  would  argue,  that  PREPA  did  have  an  economic  development  vision  for  Puerto  Rico  almost  35  years  ago  based  on  short,  medium  and  long  term  commercialization  goals  of  OTEC  –  PREPA’S  proposal  was  not  just  to  generate  power,  IT  WAS  AN  INTEGRATED  AND  VISIONARY  ECONOMIC  DEVELOPMENT  PLAN  FOR  PUERTO  RICO      

electric power source

Offshore out of sight (25 miles)

Grazing OTEC plant ships based in PR

Power supplied to DR, Haiti & USVI

OTEC principal PR

moored plants

HaitiCentral America

World

IV2010-2030

ADDITIONAL OTEC PLANTSAT SEA & GRAZING

Expanded maximum OTEC resource use

CARIBBEAN & INTERNATIONAL

PUERTO RICO Punta Tuna & Vieques OTEC Farms(2/4/6 400 MW)

Supply Vieques, Culebra,PR & St. Thomas

Data on large field multipleplant ocean thermal resource

LARGE SIZE PLANTS

MODULE

MODULE

III1996-2010

MULTIPLE OTEC POWER PLANTSLAND & NEAR SHORE

(400 MW)

(Caribbean & World)

DOD & Isolated Industrial Sites

II1990-1996

FIRST LARGE SIZECOMMERCIAL PLANTS

(100 & 300 MW)

MODULE

MODULE

MODULE

(10, 20, 40 & 50 MW)

PHASE

JamaicaDominican Republic

I1986-1990

FIRST MINIMUM SIZECOMMERCIAL PLANTS

TEST OPERATE

SMALL SIZE PLANTS

Developing Island Nations

Page 32: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

PREPA’S  40  MW  Plant  Proposal  to  DOE  in  1981  (cont.)  

PR  as  a  global  OTEC  leader:  A  long-­‐term  plan  integrating  energy  with  economic  

growth  –  manufacturing  chemicals,  exporting  energy,  product  and  related  services.  

Page 33: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1982  to  2006  

Robert  Cohen’s  “Energy  from  the  Ocean”  is  published  (1982)  

J.  Hilbert  Anderson’s  “OTEC:  The  Coming  Energy  Revolution”  is  published  (1982)  

Page 34: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1982  to  2006  (cont.)  

Eugene  Kinelski’s  “OTEC  Heat  Exchangers:  A  Review  of  R&D”  is  published  (1985)  

ANL  published  “Conceptual  Design  of  a  10  MW  Shore-­‐Based  OTEC  Plant”  (1982)  

Page 35: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1982  to  2006  (cont.)  

NOAA  published  “The  Potential  Impact  of  OTEC  on  Fisheries”  (1986)  

SSEB  published  “OTEC:  An  option  for  PR”  based  on  a  100-­‐MW  by  SSP  to  the  Government  of  PR  (1987)  

Page 36: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1982  to  2006  (cont.)  

SSEB  Report  Key  Statements:  

ü  PR’s  vulnerable  and  fragile  economy  due  to  dependency  on  US  manufacturing  corporations,  federal  transfers  and  imported  oil  to  generate  electric  power  

ü  PR’s  potential  to  become  world  leader  in  OTEC  technology  and  its  related  spin-­‐off  industries  

Page 37: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1982  to  2006  (cont.)  

Fluor  Daniel  published  “Feasibility  Study  of  an  100  MW  OTEC  Plant”  for  SSP  (1989)    

ASCE  published  “Conceptual  Design  of  an  Open  Cycle  OTEC  Plant  for  Production  of  Electricity  and  Water”  (1989)  

Page 38: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1982  to  2006  (cont.)  

Demonstration  Project  @  Hawaii:  210  kW  Open  Cycle  Experimental  Plant  

NELHA-­‐PICHTR  (1993-­‐1999)    

Actual  power:  255  kW  (gross),  103  kW  (net)  

Water  production:  0.4  l/s  (9,130  gal/day)  

 [Facility  is  still  operational  (CWP  only)  

for  DOW  applications  and  R&D]  

Page 39: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1982  to  2006  (cont.)  

Luis  Vega’s  “Economics  of  OTEC”  is  published  (1992)   William  Avery  &  Chih  Wu’s  “Renewable  Energy  from  the  Ocean:  A  Guide  to  OTEC”  is  published  (1994)  

Page 40: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1982  to  2006  (cont.)  

William  Avery  &  Walter  Berl’s  “Solar  Energy  from  the  Tropical  Oceans”  is  published  (1998)  

Richard  Crews’  “OTEC  Sites”  is  published  (1997)    

Page 41: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1982  to  2006  (cont.)  

Luis  Vega’s  “OTEC”  is  published  (1999)   Luis  Vega’s  “OTEC  Primer”  is  published  (2003)  

Page 42: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Review  of  Major  Events:  From  1982  to  2006  (cont.)  

ASME  published  “The  First  Commercial  OTEC  Power  Plant”  (2004)    

Don  Lennard’s  “OTEC:  Its  Position  in  the  Renewable  Energy  Scene”  is  published  (2005)  

Page 43: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  

In  Puerto  Rico…  

 “An  Energy  Solution  for  PR”  video  is  launched  by  OIA  –  

with  over  349,000  views  in  YouTube  since  2007    Proposal  to  PREPA  for  75  MW  OTEC  plant  is  

submitted  by  OIA  (2007)  

Page 44: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

In  Puerto  Rico…  

 Multiple  conferences  across  

the  Island  to  raise  awareness  and  educate  

about  OTEC  and  its  benefits  to  Puerto  Rico  

Page 45: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

In  Puerto  Rico…  

Press  Article  about  OTEC  (El  Nuevo  Día  on  June  24,  2008)   Press  Article  about  OTEC  (El  Vocero  on  April  17,  2010)  

Page 46: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

In  Puerto  Rico…  

PREPA’s  strategic  plan  including  OIA’s  proposal  to  develop  OTEC  (Caribbean  Business  on  March  12,  2009)    

Page 47: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

In  Puerto  Rico…  

Press  Article  about  OTEC  (Primera  Hora  on  February  18,  2010)   Press  Article  about  OTEC  (El  Nuevo  Día  on  September  21,  2011)  

Page 48: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

In  Puerto  Rico…  

“OTEC:  Heat  Exchanger  Evaluation  and  Selection”  is  published  (Manuel  Laboy  et  al.  2010)  

“Commercial  Implementation  of  OTEC”  is  published  (Manuel  Laboy  et  al.  2010)  

Page 49: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

In  Puerto  Rico…  

Proposal  to  PRASA  for  OTEC  plant  (electric  power  and  water)  is  submitted  by  OIA  (2009)  

OTEC  is  included  in  the  PPD  2012  political  proposal  “Plan  Energético  Nacional”  

Page 50: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

In  Puerto  Rico…  

2012:  “Senate  Resolution  289  directs  the  island  

government’s  Energy  Affairs  Administration  to  seek  federal  funds  and  private  financing  for  a  power  plant  in  the  Punta  Tuna  area  of  Maunabo.  The  

Senate  bill  aims  “to  position  Puerto  Rico  as  a  world-­‐class  center  of  research,  development  and  

production.”  The  Senate  report  on  the  measure  projects  $90  million  in  annual  revenue  from  the  sale  of  OTEC  power  at  15  cents  per  kilowatt  hour,  which  is  well  below  the  current  cost  of  oil-­‐fired  power  production  in  Puerto  Rico.  It  notes  that  an  OTEC  project  could  be  undertaken  through  a  public-­‐private  partnership  (PPP).  A  2008  report  by  

researchers  at  the  University  of  Puerto  Rico  in  Mayagüez  characterized  Puerto  Rico  as  the  best  

location  in  the  world  for  OTEC.”  

Page 51: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

Meanwhile,  outside  PR…  

ANL  Workshop  Washington  DC  

2007  

Energy  Ocean  International  

2009  

NOAA-­‐UNH  Workshops  2009  

&  2010  

Energy  Ocean  International  

2010  

Page 52: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

Meanwhile,  outside  PR…  

OTEC  Technical  Readiness  Report  from  NOAA  (2009)   OTEC  Assessing  Potential  Physical,  Chemical  and  Biological  Impacts  and  Risks  Report  from  NOAA  (2010)  

Page 53: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

Meanwhile,  outside  PR…  

Hawaii  published  “Federal  and  State  Approvals  for  Marine  and  OTEC”  (2011)  

Lockheed  Martin  published  “A  Developer’s  Roadmap  to  OTEC  Commercialization”  (2011)  

Page 54: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

Meanwhile,  outside  PR…  

Makai  Engineering  published  “The  Hydrogen  Economy  of  2050  –  OTEC  Driven?”  

NELHA  published  “Draft  EIA  for  OTEC  Plant  in  Hawaii”  (2012)  

Page 55: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

Meanwhile,  outside  PR…  

Page 56: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

Meanwhile,  outside  PR…  

1st  OTEC  International  Symposium  –  Hawaii  (2013)  2nd  OTEC    International  Symposium  –  Korea  (2014)  3rd  OTEC  International  Symposium  –  Malaysia  (2015)      

R&D  and  Commercialization  Facilities:  OTEC  and  Desalination  Room  

Heat  Exchanger  Room  Hydrogen  Experimental  Room  

Deep  Seawater  Simulation  Room   R&D  and  Commercialization  Activities:  

Heat  Exchangers  Power  Cycle  

Process  Simulation    

Page 57: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

Meanwhile,  outside  PR…  

R&D  and  Commercialization  Activities:  OTEC  power  cycle  design  analysis  

OTEC  power  cycle  component  analysis  Offshore  OTEC  research  

OTEC  implementation  studies    

TU  Delft  spin-­‐off  company:  Bluerise  Technology  provider  and  project  developer  of  Ocean  Thermal  Energy  solutions  

located  in  the  Netherlands  

Page 58: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Recent  Developments  and  Current  Projects:  2007  to  Present  (cont.)  

Meanwhile,  outside  PR…  

Hawaiian  Electric  Company  is  in  negotiations  for  a  power  purchase  agreement  with  an  ocean  thermal  energy  

conversion  company.    A  preliminary  agreement  has  been  reached  for  a  unit  off  the  southwest  coast  of  Oahu  near  

the  utility’s  Kahe  Power  Plant.      

R&D  Activities:  Aluminum  Corrosion  and  Biocorrosion  Testing  

Interactive  OTEC  Power  Atlas  

Hawaii  Ocean  Science  and  Technology  Park  (HOST  Park)  

R&D  Activities:  Heat  Exchanger  Test  Facility  

Deep  Ocean  Water  Applications  

Page 59: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Understanding  OTEC  History  What  Really  Happened?  

The  world…  

*  Cost  of  oil  dropped  back  to  $30/bbl  in  1987  and  $15/bbl  in  1998  *  Reagan  administration  favored  nuclear  power  *  OTEC  was  perceive  as  “high  risk  and  yet-­‐to-­‐be-­‐demonstrated  

technology”  ü  This  alleged  perception  contradicts  the  conclusions  that  formed  the  basis  

for  PL  96-­‐310  and  PL  96-­‐320  *  Perceptions  of  the  need  for  alternative  energy  sources  diminished  

ü  Supported  by  low  cost  of  oil  (<  $30/bbl)  *  Essentially  all  efforts  depended  on  government  funding  

ü  Federal  government  (and  other  nations)  stopped  most  funding  for  OTEC  research  in  mid  1980’s  1990’s  

*  Global  warming  not  a  major  concern  until  much  later  

Page 60: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Understanding  OTEC  History  What  Really  Happened?  (cont.)  

Puerto  Rico…  

*  Cost  of  oil  dropped  back  to  $30/bbl  in  1987  and  $15/bbl  in  1998  *  PREPA’s  avoided  cost  (used  to  be  a  serious  barrier)  *  Local  government  waiting  for  Uncle  Sam  (or  someone  else  from  the  

outside)  to  be  the  first  and/or  make  things  happen…  *  Lack  of  support  from  some  local  renewable  energy  advocates  and  

proponents  ü Erroneous  perception  that  OTEC  competes  with  Solar,  Wind,  Biomass/

Biofuels  or  other  renewable  energy  sources  

*  Local  government  lack  (poor  or  deficient?)  of  leadership  and  vision…  ü Perhaps  afraid  (or  not  used  to  the  idea)  to  lead  the  world…    

Page 61: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Understanding  OTEC  History  What  Really  Happened?  (cont.)  

Puerto  Rico  and  the  world…  

History  of  Oil  Prices  (1975-­‐2008)  (in  2008  $$)  

1981:  ~$100/bbl  (PREPA’s  proposal  for  40  MW  plant)  1987:  ~$30/bbl  (Private  proposal  for  100  MW  plant)  1994:  ~$25/bbl  (Avery’s  proposal  for  government-­‐funded  40  MW  plant)  1998:  ~$15/bbl  (Avery’s  proposal  for  government-­‐funded  40  MW  plant;  private  proposal  for  200  MW  in  PR)  2008:  ~$148/bbl  (OIA’s  proposal  for  75  MW  plant  in  PR)    August  7th,  2015:  ~$45/bbl  

 

Page 62: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Understanding  OTEC  History  What  Really  Happened?  (cont.)  

Puerto  Rico  and  the  US…  

Puerto  Rico  1985:  

98%  oil-­‐fired,  2%  renewable  (hydro)  

 2006:  

~73.1%  oil-­‐fired,  ~12.8%  natural  gas,  ~13.6%  carbon,  ~0.5%  renewable  

(hydro)    

2013:  In  2013,  55%  oil-­‐fired,  28%  natural  gas,  16%  coal,  1%  from  renewable  

(solar,  wind  &  hydro)    

[Approx.  11-­‐12%  today]  

Page 63: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Puerto  Rico  and  OTEC:  Today  

*  No  OTEC  commercial  plant  *  No  OTEC  demonstration  or  pilot  plant  *  No  OTEC  R&D  facilities,  initiatives  and  programs  *  No  OTEC  cluster(s)  or  centers  of  excellence  *  No  specific  legislation  for  OTEC  commercialization  roadmap  *  No  OTEC  specific  (or  general)  curriculum  at  university  level  (BS,  MS  or  PhD)  *  No  government  support  or  government-­‐led  programs  and  initiatives  for  OTEC  *  No  private  sector  support  or  private  sector-­‐led  programs  and  initiatives  for  OTEC  *  Still,  and  sadly,  no  local  government  leadership  and  vision  for  OTEC…  

ü  Still,  waiting  for  Uncle  Sam  (or  someone  else  from  the  outside)  to  be  the  first  and/or  make  things  happen…  

ü  Still,  erroneous  perception  that  OTEC  competes  with  Solar,  Wind,  Biomass/Biofuels  or  other  renewable  energy  sources  

ü  Perhaps,  we  are  still  afraid  (or  not  used  to  the  idea)  to  lead  the  world…  

After  35  years  since  PREPA’s  proposal  to  the  DOE…  

Page 64: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Puerto  Rico  and  OTEC:  The  Future  A  vision  for  Puerto  Rico:  Options  for  Sustainable  Economic  Development  

Puerto  Rico  has  the  best  location,  natural  resources  and  market  conditions  to  built  and  operate  the  1st  OTEC  commercial  plant  in  the  world  TODAY  –  to  become  the  world-­‐wide  leader  in  OTEC  

The  window  of  opportunity  still  exists…  

Page 65: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Puerto  Rico  and  OTEC:  The  Future  A  vision  for  Puerto  Rico:  Options  for  Sustainable  Economic  Development  

*  OTEC  renewable  and  baseload  electric  power  generation  ü Local  consumption  –  clean,  renewable  and  competitive  cost  ü Export  to  the  Caribbean  region  *  OTEC  co-­‐generation  of  desalinated  water  at  competitive  cost  

ü Local  consumption  –  for  potable  water  and  irrigation  ü Export  to  the  Caribbean  region  and  the  world  *  Deep  ocean  water  applications  

ü Sea  water  air  conditioning  for  coastal  facilities  (i.e.  hotels  and  resorts)  ü Mariculture/aquaculture  (lobsters,  shrimp,  salmon,  others)  ü Micro-­‐algae  (for  production  of  bio-­‐fuels  and  specialty  chemicals)  

This  is  what  we  can  achieve…  

Page 66: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Puerto  Rico  and  OTEC:  The  Future  A  vision  for  Puerto  Rico:  Options  for  Sustainable  Economic  Development  

*  World-­‐class  R&D,  clusters  and  centers  of  excellence  ü  OTEC  engineering  and  design  ü  Heat  exchangers  and  power  cycles  ü  Oceanography  and  marine  science  ü  Deep  ocean  water  applications  

*  World  leader  in  OTEC  products  and  services  ü  Export  OTEC  manufacturing  equipment  ü  Export  services  (engineering  scientific  know-­‐how,  R&D)    

*  World  leader  in  the  production  of  green  chemicals  ü  Use  OTEC  2nd  and  3rd  generation  plants  to  produce  energy-­‐intensive  green  

chemicals  such  as  Hydrogen,  NH3,  Methanol,  Nitrogen,  Oxygen  and  CO2  ü  Attract  other  industries  for  manufacturing  products  that  required  these  green  

chemicals  as  raw  materials  ü  Export  these  green  chemicals  to  the  Caribbean,  US  and  the  world  

This  is  what  we  can  achieve…  

Page 67: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Puerto  Rico  and  OTEC:  The  Future  A  vision  for  Puerto  Rico:  Options  for  Sustainable  Economic  Development  

True  economic  development,  growth  and  

industry/academy  integration:  

ü  Creation  of  OTEC/DOW  centers  of  excellence  and  clusters  around  the  local  universities  and  OTEC  natural  resources  

ü  Integration,  maximization  and  optimal  utilization  for  CORCO  old  facilities/land  and  Port  of  the  Americas    

This  is  what  we  can  achieve…  

Page 68: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

Puerto  Rico  and  OTEC:  The  Future  Suggested  Roadmap  for  Implementation  

 

*  First  commercial  plant  (>50  MW)  in  Punta  Tuna  (closed-­‐cycle,  electric  power  only)  –  PPA  with  PREPA  or  PPP  (4-­‐5  years  development  –  engineering/design,  permitting/licensing,  procurement,  construction/deployment,  start-­‐up  and  operation)  

*  Parallel,  a  demonstration  or  pilot  plant  (1-­‐5  MW)  in  Punta  Tuna  (hybrid  cycle,  electric  power  and  water)  –  PPA  with  PRASA  or  PPP  (3-­‐4  years  development)  –  integrate  UPR  

*  Pass  two  state  laws,  one  for  OTEC  commercialization  and  development,  and  one  for  regulatory  framework  (similar  to  PL  96-­‐310  and  PL  96-­‐320)  ü  Treat  OTEC  as  a  top  economic  development  priority  ü  Formulate  (and  implement)  bold  strategy  and  integrate  both  public  sector  

(DDEC,  PRIDCO,  OEPPE,  etc.)  and  private  sector  (CIAPR,  etc.)  *  Develop  the  first  Puerto  Rico  OTEC/DOW  R&D  and  Center  of  Excellence  

ü  PSTRT  to  lead  and  finance  efforts  in  collaboration  with  UPR  and  private  sector  

Actions  that  can  be  taken  today…  

Page 69: Presentacion Tecnica Manuel Laboy - OTEC r1

The  End  

Remember…    “…there  are  few  things  that  are  unprecedented  and  few  opportunities  for  changing  the  game”    –  George  Friedman    The  Next  100  Years:  A  Forecast  for  the  21st  Century  (2010)    WE  HAVE  A  UNIQUE  OPPORTUNITY  TO  CHANGE  THE  GAME  TO  ACHIEVE  LONG-­‐TERM  GROWTH  AND  ECONOMIC  DEVELOPMENT  FOR  PUERTO  RICO…  

Q&A  Session  

   

   

Email:  [email protected]