اختصاصی شبکه علمی ثریا- شما در مورد انرژی خورشیدی و انرژی باد شنیده اید، اما شاید  در مورد انرژی کوچکتر از آنها یعنی انرژی دریایی چیزی نشنیده باشید. انرژی دریایی - که انرژی پاکی است که از امواج، جزر و مد، جریان‌های اقیانوسی، رودخانه‌های جریان آزاد و کانال‌های ساخته شده توسط انسان تولید می‌شود - ممکن است چند دهه از سایر انرژی‌ها عقب باشد. اما این انرژی تجدیدپذیر جدید به زودی می تواند با انرژی بخشیدن به اکتشافات دریایی، ماموریت های امدادرسانی در بلایای طبیعی، صنایع فراساحلی (مانند مزارع غذاهای دریایی) و موارد دیگر، اقتصاد آبی را تقویت کند و همه اینها در عین حفاظت از حیات وحش و اکوسیستم هاست.

در نهایت، انرژی دریایی می تواند به یک شبکه الکتریکی بدون کربن نیز کمک کند. اما ابتدا، محققان، مانند کسانی که در گروه نیروی آب آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر (NREL) هستند، باید به تقویت این فناوری‌های امیدوارکننده ادامه دهند و آنها را به موفقیت تجاری نزدیک‌تر کنند. اکنون به این موضوع می‌پردازیم که انرژی دریایی در کوتاه‌مدت و بلندمدت چه کاری می‌تواند انجام دهد.  همچنین انواع مختلفی از منابع انرژی دریایی و طرح‌های فناوری و همچنین کارهایی را که محققان  برای غلبه بر چالش‌های فنی انجام می‌دهند و کمک به این فناوری‌ها برای ارائه انرژی پاک به صنایع فراساحلی، جوامع ساحلی و جزیره‌ای را شرح می‌دهیم.

چه نوع فناوری‌های انرژی دریایی وجود دارد؟

امروزه فناوری‌های انرژی دریایی هنوز در مراحل اولیه توسعه هستند. محققان در حال تلاش برای بهبود طیف وسیعی از طرح‌های امیدوارکننده دستگاه‌های انرژی دریایی هستند، به این امید که یک یا چند دستگاه برای دستیابی به موفقیت تجاری مقرون‌به‌صرفه، سازنده و قوی باشند. برخی از این فناوری‌ها برای قرارگرفتن کف رودخانه یا کف اقیانوس ساخته شده‌اند، در حالی که برخی دیگر می‌توانند بر روی سطح آب ضربه بزنند یا به حالت نیمه غوطه‌ور در نزدیکی سطح قرار بگیرند. محققان هنوز در حال یافتن راه‌های خلاقانه‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر برای مهار انرژی دریایی هستند.

انرژی دریایی از کجا تولید می شود؟

از نظر تئوری، انرژی دریایی می تواند در هر جایی که آب به طور طبیعی جریان دارد ایجاد شود. اما همه منابع انرژی دریایی به یک اندازه قدرتمند نیستند.

 
برخی از مزایای انرژی دریایی چیست؟

تا زمانی که ماه ثابت بماند و بادها به وزش ادامه دهند، جریان آب هرگز متوقف نخواهد شد. موج‌های انرژی در اقیانوس‌ها و رودخانه‌ها بسیار بیشتر از آن چیزی است که صنعت انرژی دریایی می‌توانست امیدوار باشد که آن را مهار کند. اما اگر محققان از تمام انرژی دریایی قابل دسترس استفاده کنند، این نیرو می تواند تقریباً 60 درصد از نیاز سالانه برق یک کشور را تامین کند. برای جوامع ایزوله یا جزیره ای - مانند جوامع هاوایی، مین، یا در امتداد سواحل دور افتاده آلاسکا - انرژی دریایی می تواند به جایگزینی بخشی از وابستگی آنها به سوخت های فسیلی کمک کند و به طور بالقوه هزینه های انرژی را کاهش دهد و انعطاف پذیری انرژی آنها را افزایش دهد. انرژی دریایی نیز بسیار قابل پیش بینی است و می‌تواند مکمل سایر منابع انرژی تجدیدپذیر باشد و در شب و در طول زمستان، زمانی که سایر منابع رو به زوال هستند، برق بیشتری تولید کند. اما یکی از بزرگترین مزایای انرژی دریایی پتانسیل آن برای ارائه انرژی پاک برای جوامع دورافتاده و روستایی است که دور از هر شبکه برقی قرار دارند. برای مثال، در اعماق اقیانوس، انرژی دریایی می‌تواند باتری‌ها را برای فناوری‌های رصدی که به دنبال نشانه‌هایی از طوفان‌های خطرناک استوایی هستند، شارژ کند.

انرژی دریایی چگونه می تواند اقتصاد آبی را تقویت کند؟

«اقتصاد آبی» هم صنایع فراساحلی مانند مزارع غذاهای دریایی و هم جوامع ساحلی و جزیره‌ای را در بر می‌گیرد که اغلب به محموله‌های گران‌قیمت سوخت مایع برای تولید برق متکی هستند. در حالی که دستگاه های انرژی دریایی در مقیاس شبکه ممکن است قبل از آماده شدن نیاز به چند دهه توسعه داشته باشند، دستگاه های کوچکتر به زودی می توانند انرژی لازم را برای نیازهای خاص مانند نمک زدایی آب  همان فرآیند حذف نمک ها و سایر ناخالصی ها از آب برای تولید آب آشامیدنی تمیز فراهم کنند. فن‌آوری‌های نمک‌زدایی به‌ویژه برای کشورهای جزیره‌ای که دسترسی محدودی به آب آشامیدنی تمیز دارند یا در نتیجه یک فاجعه طبیعی منابع کاهش یافته‌اند، می‌تواند ارزشمند باشد. برای رسیدگی بیشتر به این نیازها، محققان  اخیراً یک سیستم نمک‌زدایی جدید با نیروی موج را در سواحل کارولینای طراحی کرده  و ساختند سپس آن را آزمایش کردند.

چه چالش هایی باقی مانده است؟

اگرچه منابع آب رایگان است، اما طراحی، ساخت، استقرار، بهره برداری و نگهداری دستگاه های انرژی دریایی رایگان نیست. فناوری های امروزی هنوز به اندازه کافی مقرون به صرفه نیستند تا به موفقیت تجاری دست یابند، اما محققان انرژی آب  در حال مطالعه چگونگی کاهش هزینه ها بدون به خطر انداختن تولید انرژی یا انعطاف پذیری هستند. به عنوان مثال، یک تیم مطالعاتی اخیرا یک مبدل انرژی موج با هندسه متغیر طراحی کرده است که می تواند ارزان تر باشد و انرژی بیشتری تولید کند . نوع بسیار انعطاف‌پذیر دیگری از مبدل انرژی موج می‌تواند از امواج اقیانوس با حرکت آهسته و سریع و همچنین از هر شش حرکت موج، از جمله موج‌های رو به جلو، جهش‌های رو به بالا و گرداب‌های دایره‌ای، الکتریسیته تولید کند. کار در اقیانوس بسیار چالش برانگیز است. و قبل از اینکه توسعه دهندگان انرژی دریایی فناوری های خود را به کار گیرند، محققان می خواهند مطمئن شوند که اثرات ناخواسته ای بر محیط زیست دریایی ندارند.