آیا می‌توانیم از انرژی بی‌پایان امواج اقیانوس‌ها استفاده کنیم؟
در حالی که به دنبال منابعی تازه‌تر و پاک‌تر برای انرژی تجدیدپذیر هستیم، به نظر می‌رسد منبعی عظیم و بالقوه را نادیده گرفته‌ایم. بی‌دلیل نیست که زمین به‌عنوان «سیاره آبی» شناخته می‌شود؛ بیش از ۷۰ درصد سطح سیاره با دریاها و اقیانوس‌ها پوشیده شده است؛ اما آیا می‌توانیم از امواج این آب‌ها برای تولید انرژی پاک استفاده کنیم؟
در حقیقت، می‌توانیم با استفاده از امواج، انرژی تولید کنیم و شاید روزی هم این کار را انجام دهیم. با تلاش در این راستا و برنامه‌ریزی راهبردی، اقیانوس‌ها می‌توانند داستان انرژی تجدیدپذیر را کاملاً بازنویسی کنند.
اقیانوس‌ها چه مقدار انرژی تولید می‌کنند؟
انسان‌ها سالانه بیش از ۱۸۰ هزار تراوات ساعت انرژی مصرف می‌کنند. در حال حاضر، تنها کمی بیش از ۱۱ هزار تراوات ساعت از این میزان انرژی (حدود شش درصد)، از طریق منابع آبی تأمین می‌شود.
اما میزان انرژی تأمین‌شده از طریق منابع آبی، می‌تواند بسیار بیشتر باشد. آمادئو لئو رودریگز، استاد گروه مهندسی برق در دانشگاه جدید لیسبون، در مقاله‌ای عنوان کرده است که «امواج دریا، یکی از حامل‌های انرژی بسیار امیدبخش در میان منابع تجدیدپذیر هستند، چرا که می‌توانند در بیشتر مناطق جغرافیایی، منابع عظیمی از انرژی را پشتیبانی کنند.»
میزان جهانی انرژی تولیدشده توسط امواج ۴۵ برابر بیشتر از نیاز سالانه بشر است
البته، انرژی امواج در سراسر کره زمین به شکل یکنواخت توزیع نشده است. به دلیل سیستم‌ها و چرخه‌های اقلیمی مختلف، امواج در مناطق معتدل شمالی و جنوبی، مانند انگلستان، آلاسکا و خلیج هادسون در شمال و دماغه جنوبی شیلی و آرژانتین در جنوب، قوی‌تر هستند. همچنین، امواج در اقیانوس‌های آزاد، معمولاً به دلیل طول موج‌های بلندتر و اندازه‌های بزرگ‌تر، بسیار قوی‌تر از مناطق نزدیک به ساحل هستند.
با این حال، میزان انرژی جهانی‌ای که می‌توانیم از امواج به دست آوریم، بسیار زیاد است. به گفته‌ی رودریگز، «از نظر تئوری، میزان انرژی جهانی امواج، معادل هشت میلیون تراوات ساعت در سال و حدود ۱۰۰ 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 دی‌اکسید منتشر شود.»
میزان جهانی انرژی تولیدشده توسط امواج، حدود ۴۵ برابر بیشتر از نیاز سالانه‌ی بشر است. حتی اگر فقط امواج سواحل ایالات متحده آمریکا را در نظر بگیریم، این میزان انرژی می‌تواند سالانه ۲٫۶۴ تریلیون کیلووات ساعت انرژی تولید کند که برابر با بیش از سه پنجم تولید سالانه‌ی برق این کشور است.
اما چرا از چنین منبع انرژی غنی و عظیمی استفاده نمی‌کنیم؟ همان‌طور که ممکن است انتظارش را داشته باشید، این کار اصلاً ساده نیست.
بهره‌برداری از نیروی اقیانوس چه چالش‌هایی را به همراه دارد؟
گذشته از ارقام بزرگ، بعید به نظر می‌رسد که بتوانیم اقیانوس‌ها را به منبع انرژی صددرصد کارآمدی تبدیل کنیم. متخصصان معمولاً این رقم را بین ۱۰ تا ۱۵ درصد تخمین می‌زنند. در حال حاضر، این مقدار از انرژی در برابر انرژی مصرفی ما هنوز هم زیاد به نظر می‌رسد، اما بهره‌برداری از این نوع نیرو، به‌طور ذاتی از سایر منابع تجدیدپذیر دشوارتر است.
بوریس هیلز، اقیانوس‌شناس، به‌نقل از سی‌ان‌بی‌سی می‌گوید: «بادها و جریان‌ها در یک جهت حرکت می‌کنند. چرخاندن یک توربین یا آسیاب بادی در صورت وجود حرکت خطی، بسیار آسان است؛ اما حرکت امواج واقعاً خطی نیست.»
هیلز که استاد اقیانوس‌شناسی در دانشگاه ایالتی اورگن و دانشمند ارشد شرکت پس‌ویو، پروژه‌ی آزمایش انرژی امواج در سواحل اورگن است، توضیح می‌دهد: «در عوض، حرکت امواج به شکل نوسانی است و ما باید بتوانیم این انرژی نوسانی را به شکلی تبدیل کنیم که از قابلیت جمع‌آوری برخوردار باشد.»
بهره‌برداری از نیروی اقیانوس به‌طور ذاتی از سایر منابع تجدیدپذیر دشوارتر است
اما حتی اگر بتوانیم به راه‌حل‌های فنی دست یابیم، هنوز مشکلاتی پیرامون تأثیر بر زیست‌بوم‌های دریایی وجود دارد. به احتمال زیاد، نیروی امواج از طریق ماشین‌آلات سنگین، شاید در آینده به‌طور ثابت در بستر اقیانوس تولید شود. این امر، ممکن است آلودگی صوتی مداوم ایجاد کند و احتمالاً، ممکن است مانند نیروگاه‌های بزرگ بادی دریایی، تأثیرات پیش‌بینی‌نشده‌ای بر حیات دریایی داشته باشد.
جنیفر گارسن، مدیر فناوری‌های نیروی آبی در وزارت انرژی ایالات متحده، می‌گوید برخی موارد را باید در حین نصب سیستم‌ها در آب یاد گرفت. او می‌افزاید: «ما نظارت زیست‌محیطی را از نظر مالی تأمین می‌کنیم و در تلاش برای درک تعامل گونه‌ها با سیستم‌های نصب‌شده هستیم.»
آیا می‌توانیم از انرژی اقیانوس‌ها استفاده کنیم؟
با وجود تمام مشکلات، آیا تلاش برای دستیابی به انرژی امواج امکان‌پذیر خواهد بود، یا به شکل آرزویی دور و دست‌نیافتنی باقی می‌ماند؟
بهره‌مندی از انرژی امواج امکان‌پذیر است. در حال حاضر، دولت ایالات متحده ۲۵ میلیون دلار در شرکت‌های تحقیقاتی انرژی امواج سرمایه‌گذاری کرده است و اکنون، این شرکت‌ها در پروژه‌ی پس‌ویو، در حال آزمایش مجموعه‌ای از دستگاه‌های بالقوه هستند. همچنین، امید دارند که دستیابی به انرژی امواج را روزی به واقعیت تبدیل کنند.
هیلز می‌گوید: «ما جعبه‌ای شنی می‌سازیم و هر کسی که می‌تواند، می‌آید و اسباب‌بازی‌های خودش را در آن آزمایش می‌کند. یک مگاوات غیرشفاف و اثبات‌ناپذیر برای شما کمتر از ۵۰۰ کیلووات تأییدشده ارزش دارد. بنابراین، ما نظارت را انجام می‌دهیم و شرایط نیرو را تأیید می‌کنیم.»
برخی شرکت‌های در حال آزمایش در پروژه‌ی پس‌ویو، قبلاً نیز توانایی‌های خود را در عرصه‌های دیگر اثبات کرده‌اند. به عنوان مثال، استارتاپ کالیفرنیایی کل‌ویو پاور، اخیراً دستگاه ایکس‌ویو خود را که نسخه‌ای کوچک‌تر از دستگاه آزمایش‌شده در پس‌ویو است، پس از دوره‌ی ۱۰ ماهه‌ی استقرار در سواحل سن دیگو، به خانه بازگردانده است.
بهره‌مندی از انرژی امواج امکان‌پذیر است
مارکوس لمان، بنیان‌گذار و مدیرعامل کل‌ویو، می‌گوید: «سیستم کلاس مگاواتی ۸۰۰ ایکس ما از توانایی کافی برای تأمین انرژی مورد نیاز حدود سه‌هزار خانوار، برخوردار است. این دستگاه با استفاده از میراگرهای داخلی برای تبدیل حرکت امواج به نیروی گشتاوری، مثل یک توربین بادی عمل می‌کند، با این تفاوت که کاملاً زیر آب قرار دارد.»
لمان توضیح می‌دهد: «امواج، سیستم را بالا و پایین می‌برند و هر بار که سیستم پایین می‌رود، ما می‌توانیم انرژی تولید کنیم و سپس امواج آن را به بالا می‌آورند. این حرکت نوسانی را می‌توانیم به برق تبدیل کنیم.»
دیگر شرکت‌ها نیز روی کاربری‌های خاص تمرکز دارند. بالکی نایر، مدیرعامل شرکت آسیلا پاور، می‌گوید: «سیستمی که ما نصب می‌کنیم، سیستمی در مقیاس محلی و برای جزایر و جوامع کوچک طراحی شده است.»
در حقیقت، پیش‌بینی می‌شود که انرژی امواج حتی در مراحل آزمایشی، در مناطقی که از سایر منابع انرژی محروم هستند، به کار گرفته شود. انرژی تجدیدپذیر برای ساکنان جزایر دورافتاده یا خارج از شبکه‌های انرژی، کمیاب است و دیگر منابع انرژی موجود نیز بسیار هزینه‌بر و آلوده‌کننده هستند.
دستگاه تریتن وی‌ای‌سی شرکت آسیلا، در دو بخش ساخته شده است: یک بخش روی سطح اقیانوس قرار می‌گیرد و با امواج حرکت می‌کند. بخش دیگر، ساختاری بزرگ و حلقوی‌شکل است و باید نسبتاً ثابت باقی بماند. این تفاوت در حرکت بین دو بخش، نیرو ایجاد می‌کند و نیرو توسط سه سیستم محرکه، به انرژی تبدیل می‌شود.
اما شرکت‌های دیگری نیز در عرصه حضور دارند که روی دستگاه‌های کوچک‌تر و ارزان‌تر تمرکز کرده‌اند؛ دستگاه‌های این شرکت‌ها به‌جای اینکه دور از ساحل نصب شوند، می‌توانند روی اسکله‌ها یا جت‌ها قرار گیرند. این امر نه تنها از نظر روش‌های بازاریابی مفید است، بلکه یکی از بزرگ‌ترین موانع در راه تولید انرژی تجدیدپذیر را نیز برطرف می‌کند: هزینه‌ها.
در حال حاضر، هزینه‌ی انرژی امواج حداقل حدود ۱۰ برابر بیشتر از قیمت انرژی سوخت‌های فسیلی است، اما این قیمت احتمالاً با افزایش مقیاس کاهش می‌یابد. البته، فقط در صورتی که دولت‌ها و سرمایه‌گذاران از آن حمایت کنند. با این حال، با وجود ۳۶۹ میلیارد دلار بودجه‌ای که در قانون اخیر کاهش تورم برای انرژی‌های پاک و مقابله با تغییرات اقلیم در نظر گرفته شده است، شاید بتوان خوش‌بین بود.
رینست لسمن، مدیرعامل شرکت سی پاور که دستگاهی را در پس‌ویو آزمایش می‌کند، معتقد است که «اقیانوس بزرگ‌ترین، بهترین و انعطاف‌پذیرترین باتری‌ای است که در دسترس داریم. اگر نتوانید از این باتری استفاده کنید، در واقع با بیابانی از انرژی مواجه می‌شوید.»
