استخراج انرژی از امواج اقیانوس‌ها: کشف فرصت‌ها و مواجهه با چالش‌ها برای آینده‌ای پایدار
ارسال شده توسط: علیرضا قادرمیهنی 13 شهریور 1403 ساعت 15:52
تولید و بهره‌برداری از امواج اقیانوس‌ها می‌تواند نیاز ما به انرژی‌های ناپاک را کاهش دهد اما آیا استخراج انرژی از امواج اقیانوس‌ها ممکن است؟
کره زمین منابع طبیعی و معادن زیادی را در اختیار انسان گذاشته تا با بهره‌برداری از آنها بتوانیم زندگی مطلوب و آرامی داشته باشیم. امروز در نقطه‌ای ایستاده‌ایم که باید برای بقا به دنبال منابع تجدیدپذیر، پاک و تازه برویم. استفاده از انرژی تجدیدناپذیر نمی‌تواند نیاز همیشگی ما را تأمین کند و خواه ناخواه مجبور می‌شویم برای آنها جایگزین پیدا کنیم.
آیا استخراج انرژی از امواج اقیانوس‌ها امکان پذیر است؟
با نگاهی به اطراف خود و دقت بیشتر به طبیعت، می‌فهمیم که یکی از بزرگترین منابع انرژی را تا به امروز نادیده گرفته‌ایم. زمین، این سیاره آبی و بزرگ، پوشش آبی پهناوری دارد و طبق آمارها حدود 70 درصد از سطح آن با دریاها و اقیانوس‌ها پوشانده شده است. آیا نمی‌توان برای تولید انرژی‌های پاک به دریا و اقیانوس متوسل شویم؟
قطعا می‌توان روی کمک اقیانوس‌ها حساب باز کرد. پیش بینی شده طی سال‌های آینده، بهره‌برداری از اقیانوس‌ها وارد فاز تازه‌ای خواهد شد و تولید انرژی با آهنگ تندتری دنبال می‌شود. در این مطلب تصمیم گرفته‌ایم چالش‌ها و فرصت‌های استخراج انرژی از دریا و اقیانوس را زیر ذره‌بین ببریم.
تولید انرژی از اقیانوس‌ها
انسان در مقطع کنونی قادر است از منابع آبی، انرژی تولید کند اما مقدار آن کم است. هم اکنون سالانه 180 هزار تراوات انرژی روی کره زمین استفاده می‌شود که تنها 11 هزار تراوات آن از دریا و اقیانوس تأمین می‌گردد. با این که 70 درصد کره زمین را آب پوشانده، می‌توان امیدوار بود که بیش از 70 درصد تولید انرژی سالانه از طریق منابع آبی صورت گیرد.
پتانسیل اقیانوس‌ها برای تولید انرژی بالاست و به گفته یکی از استادان دانشگاه لیسبون، امواج دریا، یکی از حامل‌های انرژی بسیار امیدبخش در میان منابع تجدیدپذیر هستند چرا که می‌توانند در بیشتر مناطق جغیرافیایی، منابع عظیمی از انرژی را پشتیبانی کنند.
نباید از نظر دور داشت که انرژی امواج در سراسر کره زمین به یک شکل توزیع شده و همه کشورها به یک اندازه از این منبع انرژی بهره می‌برند. از آنجایی که هر اقلیمی شرایط جوی و چرخه‌های هوایی مختص خود را دارد، امواج به شکلی متفاوت انرژی تولید می‌کنند. برای مثال امواج در مناطق معتدل شمالی و جنوبی یعنی انگلستان، آلاسکا و خلیج هادسون در شمال و دماغه جنوبی شیلی قدرت بیشتری دارند.
همچنین امواجی که در میانه اقیانوس‌های آزاد به ساحل می‌ریزند، به علت داشتن طول موج‌های بلندتر و اندازه‌های بزرگ‌تر، قدرت بیشتری نسبت به ریزامواج‌های نزدیک ساحل خواهند داشت. با این حساب اقیانوس‌ها منبعی بکر و دست نخورده برای تولید انرژی هستند. استاد مهندسی برق دانشگاه لیسبون می‌گوید:
از نظر تئوری، میزان انرژی جهانی امواج، معادل 8 میلیون تراوات ساعت در سال و حدود 100 برابر بیشتر از تولید برق آبی یا هیدروالکتریسیته در کل کره زمین است. برای تولید این میزان از انرژی با سوخت‌های فسیلی، باید دو میلیون تن کربن دی اکسید منتشر شود.
شاید باور نکنید اما انرژی که می‌توان از امواج اقیانوس‌ها استخراج کرد، 45 برابر نیاز سالانه بشر در شرایط کنونی است. حتی اگر راه دور نرویم و امواج سواحل ایالات متحده را در نظر بگیریم، می‌توان حدود 2.64 تریلیون کیلووات ساعت انرژی تولید کرد که بیش از سه پنجم تولید سالانه برق این کشور خواهد بود.
حالا که استخراج انرژی از اقیانوس‌ها تا این حد مفید و موثر است، چرا انسان اقدام به بهره‌برداری از منابع آبی کره زمین برای تولید انرژی موردنیازش نمی‌کند؟ چالش‌های تولید انرژی از امواج چیست؟
بیشتر بخوانید:
عجیب‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر که دانشمندان در حال بررسی آنها هستند
چالش‌های بهره‌برداری از اقیانوس‌ها
شاید شما هم با اعداد و ارقام بزرگی که بالاتر گفتیم، شگفت زده شده و خواهان استخراج انرژی از امواج دریاها و اقیانوس‌ها باشید اما باید بدانید که این کار آن قدرها که فکر می‌کنید، آسان نیست. به اعتقاد متخصصان، شاید بتوان 10 تا 15 درصد انرژی موردنیاز را از امواج اقیانوس‌ها استخراج کرد که البته این رقم در مقایسه با میزان انرژی مصرفی ما هنوز هم زیاد است.
به گفته بوریس هیلز، اقیانوس شناس، بادها و جریان‌ها در جهت حرکت می‌کنند. چرخاندن یک توربین یا آسیاب بادی در صورت وجود حرکت خطی، بسیار آسان است اما حرکت امواج خطی نیست. در عوض حرکت امواج به شکل نوسانی بوده و ما باید بتوانیم این انرژی نوسانی را به شکلی تبدیل کنیم که قابلیت جمع‌آوری داشته باشد.
در بهره‌برداری از اقیانوس‌ها برای تولید انرژی، حتی اگر تمامی ظرفیت‌های فنی موجود و در دسترس باشند، باید تأثیر آن را روی محیط زیست منطقه اندازه گرفت و در نظر داشت. احتمالا در آینده برای تولید انرژی از اقیانوس‌ها، ماشین آلات سنگین در بستر منطقه مستقر شوند که این اقدام می‌تواند آلودگی صوتی زیادی ایجاد کند که به سلامت زیست بوم آن ناحیه صدمه بزند.
به باور جنیفر گارسن، مدیر فناوری‌های نیروی آبی در وزارت انرژی آمریکا، برخی مهارت‌ها را باید هنگام نصب سیستم‌ها در آب یاد بگیریم. به گفته وی، ما نظارت زیست محیطی را از نظر مالی تأمین می‌کنیم و در تلاش برای درک تعامل گونه‌ها با سیستم‌های نصب شده هستیم.
بیشتر بخوانید:
به زودی تمام انرژی مورد نیاز بشر از اعماق زمین تامین خواهد شد
استفاده از انرژی اقیانوس‌ها ممکن است؟
دیدیم که استخراج انرژی از امواج اقیانوس‌ها علیرغم تمام مزایای مفیدی که می‌تواند داشته باشد، دشوار و در حال حاضر در مقیاس گسترده غیرممکن است. آیا می‌توان امیدوار بود که در آینده نزدیک بتوان از امواج بهره‌برداری اصولی و بدون خطر داشت یا قرار است این فرضیه رنگ و بوی آرزویی دست نیافتنی به خود بگیرد.
می‌دانیم که بهره‌برداری از امواج اقیانوس‌ها و تولید انرژی امری ممکن، هرچند دشوار و خطرناک است. ایالات متحده در شرایط فعلی، 25 میلیون دلار بودجه به شرکت‌های تحقیقاتی انرژی امواج اختصاص داده تا روی این پروژه کار کنند. شرکت‌های معتبری مثل پس ویو، امیدوارند که تولید انرژی از اقیانوس‌ها را به واقعیت تبدیل کنند. استاد اقیانوس شناسی می‌گوید:
ما جعبه‌ای شنی می‌سازیم و هر کسی که می‌تواند، می‌آید و اسباب بازی‌های خودش را در آن آزمایش می‌کند. یک مگاوات غیرشفاف و اثبات ناپذیر برای شما کمتر از 500 کیلووات تأیید شده ارزش دارد. بنابراین ما همچنان نظارت روی تولید انرژی را انجام می‌دهیم.
یکی از شرکت‌هایی که هم اکنون موفق شده دستگاهی برای تولید انرژی از امواج اقیانوس‌ها بسازد، کل ویو پاور است. مارکوس لمان به عنوان بنیان گذار این شرکت گفته، سیستم کلاس مگاواتی 800 ایکس ما از توانایی کافی برای تأمین انرژی موردنیاز حدود سه هزار خانوار برخوردار است. این دستگاه به کمک میراگرهای داخلی برای تبدیل حرکت امواج به نیروی گشتاوری، مثل یک توربین بادی عمل می‌کند با این تفاوت که زیر آب قرار دارد. وی می‌گوید:
امواج، سیستم را بالا و پایین می‌برند و هر با که سیستم پایین می‌رود، ما می‌توانیم انرژی تولید کنیم و سپس امواج آن را بالا می‌برند. این حرکت نوسانی را می‌توان تبدیل به برق کرد.
آسیلا پاور یکی دیگر از شرکت‌هایی است که با کمک دستگاه خود می‌تواند از اقیانوس‌ها انرژی تولید کند. دستگاهی که آنها توسعه داده‌اند قادر است در مقیاس محلی و جوامع کوچک، نیازها را برطرف کند.
انتظار داریم که از انرژی امواج به زودی در مناطق محروم و جزایر دورافتاده که دسترسی چندانی به برق ندارند، استفاده شود. رساندن انرژی به چنین مناطقی هزینه‌بر و آلوده کننده است. دستگاهی که شرکت آسیلا پاور ساخته، دو بخش دارد. یک قسمت از آن روی سطح اقیانوس قرار می‌گیرد و با امواج به حرکت در می‌آید و بخش دیگر که ساختاری بزرگ و حلقوی دارد باید ثابت بماند.
با این حال شرکت‌های دیگری در این حوزه مشغول فعالیت هستند و تمرکز خود را روی توسعه دستگاه‌های کوچک تر و ارزان تر گذاشته‌اند. دستگاه‌های دیگری که تولید شده، می‌توانند روی اسکله‌ها یا جت‌ها تعبیه شوند و هزینه‌ها را تا حد زیادی کاهش دهند.
در مقطع فعلی، هزینه انرژی که از امواج تولید شده، 10 برابر بیشتر از قیمت سوخت‌های فسیلی است اما پیش‌بینی می‌شود با گسترده تر شدن مقیاس تولید انرژی قیمت‌ها کمتر شود. دولت‌ها باید روی این پروژه کار کنند و بودجه‌های کلان تصویب نمایند. در پایان نظر مدیرعامل شرکت سی پاور که در حال توسعه یک دستگاه استخراج انرژی از امواج اقیانوس است را می‌خوانیم:
اقیانوس بزرگترین، بهترین و منعطف ترین باتری است که در دسترس داریم. اگر نتوانید از این باتری استفاده کنید، در واقع با بیابانی از انرژی مواجه می‌شوید.
در گجت نیوز بخوانید: کشورهای جهان چه میزان از برق مورد نیاز خود را از انرژی هسته ای تامین می‌کنند؛ ایران کجای لیست قرار دارد؟ بیشترین ذخایر نفتی جهان در اختیار کدام کشورها است دانشمندان در یک قدمی دستیابی به منابع نامحدود انرژی هستند این دستگاه عجیب، از هوا آب می‌گیرد
