اگر تا به حال با موج دریا برخورد کرده باشید، می‌دانید که امواج چه قدرتی دارند.
در غرش امواج اقیانوس، نیرویی نهفته است که تا حد زیادی بهره‌برداری‌نشده باقی مانده و ظرفیت آن را دارد که آینده انرژی پاک را دگرگون کند.
پژوهشگران دهه‌هاست در تلاش برای مهار انرژی امواج دریا هستند، اما شرایط سخت دریا این محیط را به یکی از دشوارترین و پرهزینه‌ترین بسترها برای فعالیت تبدیل کرده است.
اما کشورهای مختلف به منظور کاهش استفاده از سوخت فسیلی و مقابله با تغییرات اقلیمی، در جستجوی منابع انرژی تجدیدپذیر هستند.
حمله روسیه به اوکراین نیز کشورها را وادار کرده است تا برای کاهش وابستگی به منابع خارجی، تولید داخلی انرژی خود را تقویت کنند.
به این ترتیب، موضوع انرژی موج دریا مطرح می‌شود.
هیئت بین دولتی تغییرات اقلیمی (آی‌پی‌سی‌سی) می‌گوید که مهار انرژی امواج در جهان از لحاظ نظری می‌تواند سالانه ۳۰ هزارتراوات ساعت برق تولید کند، یعنی بیش از آنچه جهان در حال حاضر مصرف می‌کند.
دکتر بریونی دوپونت، متخصص انرژی موج در دانشگاه ایالتی اورگان در ایالات متحده، می‌گوید: «با وجود ظرفیت قابل توجه موجود، هنوز چالش‌های فنی و اقتصادی زیادی در این راه وجود دارد.»
چه کسانی می‌توانند از این فناوری بهره‌مند شوند؟
مناطق مستعد برای توسعه انرژی موج شامل سواحل غربی اروپا، سواحل اقیانوس آرام در قاره آمریکا و آب‌های شمالی بریتانیا است.
استرالیا، کره جنوبی و چین نیز به مطالعه در مورد این فناوری پرداخته‌اند.
هدف تعیین‌شده توسط اتحادیه اروپا این است که تا سال ۲۰۳۰، یک گیگاوات انرژی اقیانوسی از امواج و جزر و مد تولید کند و برآورد می‌کند این میزان می‌تواند تا سال ۲۰۵۰ حدود ۱۰ درصد از نیاز این اتحادیه به برق را تأمین کند.
کارشناسان معتقدند که انرژی امواج می‌تواند به ویژه برای تأمین انرژی شهرهای ساحلی و همچنین جزایر دورافتاده که عمدتا به واردات نفت گران‌قیمت و آلاینده متکی هستند، مفید باشد.
در کنفرانس اقلیمی کاپ۲۶ در سال ۲۰۲۱، رهبران کشورهای جزیره‌ای در حال توسعه، اتحاد جهانی انرژی اقیانوس (GLOEA) را با هدف تحقیق و توسعه انرژی اقیانوس تشکیل دادند.
کشورهایی مانند باربادوس، برمودا، مارتینیک، گرنادا و تونگا از آن زمان تاکنون توافق‌نامه‌هایی را برای احداث و توسعه مزارع انرژی موج با یک شرکت ایرلندی به نام سیبیسد امضا کرده‌اند. هر پروژه با یک طرح آزمایشی دو مگاواتی - که برای تأمین انرژی حدود ۲۸۰۰ خانه کافی است، آغاز می‌شود و بسته به نیازهای محلی تا ۵۰ مگاوات افزایش می‌یابد.
دکتر دوپونت معتقد است که در بهترین حالت، انرژی موج می‌تواند در دهه آینده سهم قابل‌توجهی از برق شبکه‌ها را تأمین کند. اما آنچه او را بیش از همه به هیجان می‌آورد، چیز دیگری است.
او می‌گوید: «انرژی موج قطعاً گام بعدی است. وقتی به شرایطی مانند واکنش به بلایای طبیعی فکر می‌کنیم که معمولاً در آن‌ها از ژنراتورهای دیزلی استفاده می‌شود، تصور کنید اگر بتوانیم دستگاهی مانند این را در آب بیندازیم و شروع به تأمین برق برای جوامع ساحلی کنیم که در معرض طوفان یا سونامی قرار دارند، آن‌وقت می‌توانیم به شکلی عمیق و معنادار بر زندگی مردم اثر بگذاریم.»
پیچیدگی اقتصادی
اما توسعه فناوری و کاربرد انرژی موج آسان نبوده است. پروفسور ابوبکر بهاج، کارشناس انرژی پایدار در دانشگاه ساوت‌همپتون در بریتانیا، هشدار می‌دهد که در این مسیر «آغازهای نادرست و اهداف محقق نشده» فراوان بوده است.
طرح انرژی موج اسکاتلند، یا پلامیس، در سال ۲۰۰۴ به شبکه برق بریتانیا وصل شد، اما ۱۰ سال بعد این شرکت ورشکست شد.
طرح انرژی پاک کارنگی قول داده بود که اولین مزرعه انرژی موج تجاری استرالیا را در سال ۲۰۱۷ راه‌اندازی کند، اما مسایل مالی باعث شد دولت این طرح را لغو کند.
پروفسور بهاج معتقد است که هر چند در نهایت انرژی موج جایگاه خود را خواهد یافت، اما تأمین مالی برای آن «مسیر دشواری» دارد، چرا که با رقابتی جدی از سوی انرژی بادی و خورشیدی مواجه است که هم ارزان‌تر و هم توسعه‌یافته‌ترند.
دکتر دبورا گریوز، استاد مهندسی اقیانوس در دانشگاه پلیموث در بریتانیا، می‌گوید: «امواج یک مزیت کلیدی دارند زیرا بیشتر اوقات امواج وجود دارند. شما نمی‌توانید فقط به انرژی باد و خورشید اکتفا کنید، چرا که در چنین صورتی همواره در تأمین انرژی وقفه وجود خواهد داشت.»
او می‌افزاید: «اگر انرژی موج را وارد سیستم کنید - که بسیار پایدار است - سیستم متوازن می‌شود. این به‌طور چشمگیری هزینه ذخیره‌سازی برق را کاهش می‌دهد.»
انرژی موج چگونه مهار می‌شود؟
امواج عمدتاً بر اثر وزش باد بر سطح اقیانوس پدید می‌آیند. هرچه باد قوی‌تر و مسیرش طولانی‌تر باشد، انرژی جنبشی بیشتری به امواج منتقل می‌شود.
این انرژی را می‌توان توسط تجهیزاتی به نام مبدل‌های انرژی موج (وی‌ای‌سی) مهار کرد. به گفته دکتر دوپونت، بیش از ۲۰۰ طرح مختلف از این مبدل‌ها در سراسر جهان در حال آزمایش است.
او می‌گوید: «باید دستگاهی بسیار مقاوم بسازید. این دستگاه قرار است ضربه بخورد - می‌خواهید تا جای ممکن از موج‌ها انرژی بگیرد. در محیطی با آب شور و دور از ساحل هستید. واقعاً با چالشی بسیار پیچیده در مهندسی روبه‌رو هستید.»
امواج قدرتمند در سواحل پرتغال در اقیانوس اطلس این منطقه را به مکانی ایده‌آل برای انرژی موج تبدیل می‌کند. یک شرکت سوئدی به نام کورپاور اوشن (CorPower Ocean) از سال ۲۰۲۳ یک دستگاه شناور خود را در سواحل آگوکادورا مستقر کرده است.
این شناور به کف اقیانوس متصل است. همچنانکه دستگاه با حرکت امواج بالا و پایین می‌رود، پیستون‌هایی را به حرکت درمیآورد که ژنراتوری را به چرخش درمی‌آورند و حرکت را به برق تبدیل می‌کنند. برق تولیدشده از طریق کابل‌های زیرآبی به شبکه برق پرتغال منتقل می‌شود.
شرکت کورپاور ادعا می‌کند که این شناور بر دو چالش کلیدی غلبه کرده است - دوام آوردن در برابر طوفان‌های شدید و در عین حال به حداکثر رساندن میزان انرژی که می‌تواند از موج جذب کند.
این شرکت در حال ایجاد یک مزرعه موج پنج مگاواتی در سواحل ایرلند است که از ۱۴ شناور در یک شبکه تشکیل شده است. هدف این پروژه، تأمین انرژی حدود ۴۲۰۰ خانه و نشان دادن چگونگی کمک این فناوری به ایرلند برای دستیابی به اهداف اقلیمی خود است.
راه دیگر برای جذب انرژی موج، نصب دستگاه‌هایی مانند توربین بر اسکله‌ها یا سازه‌های بندری موجود است.
پروژه‌ای در شهر موتریکو در شمال اسپانیا که توسط آژانس انرژی باسک تحت مدیریت دولت اداره می‌شود، از سال ۲۰۱۱ با این روش برق تعدادی از خانهها را تامین کرده است. کارشناسان می‌گویند این شیوه می‌تواند بسیار ارزان‌تر از نصب و نگهداری دستگاه‌های فراساحلی باشد.
یک شرکت اسرائیلی به نام اکوویو پاور (EcoWave Power) نیز از شناورهایی استفاده می‌کند که با حرکت امواج بالا و پایین می‌روند. این حرکت پیستون‌هایی را به کار می‌اندازند که مایع هیدرولیکی را با فشار به یک کمپرسور هدایت می‌کنند. کمپرسور، موتور را به حرکت درمیآورد و ژنراتور را می‌چرخاند.
این شرکت در حال ساخت اولین دستگاه در مقیاس تجاری خود در بندر پورتو در پرتغال است. پروژه با ظرفیت تولید یک مگاوات شروع می‌شود و قرار است به تدریج به ۲۰ مگاوات افزایش یابد. این شرکت آماده راه‌اندازی یک دستگاه نمایشی در بندر لس‌آنجلس در ایالات متحده است و امضای قراردادهایی را برای توسعه انرژی موج در تایوان و هند اعلام کرده است.
یکی از نگرانی‌ها درباره انرژی موج، آسیب احتمالی به حیات دریایی است، اما دکتر بهاج می‌گوید تاثیر آن ناچیز خواهد بود. «وقتی این دستگاه‌ها را در دریا قرار می‌دهید، به محلی برای رشد موجودات در اطرافشان تبدیل می‌شوند، بنابراین به جای کاهش شمار موجودات، موجب تقویت رشد حیات دریایی خواهند شد.»
شرکت اسکاتلندی موکین از دستگاهی به نام میراگر استفاده می‌کند. بازوهای شناور بزرگ این دستگاه با حرکت امواج خم می‌شوند و انرژی را در محل اتصال مرکزی جذب می‌کنند.
تاکنون، این فناوری، توانسته وسایل نقلیه خودران زیرآبی مورد استفاده در صنعت نفت و گاز فراساحلی را به کار اندازد، موضوعی که شاید با توجه به تأثیر اقلیمی این صنعت، متناقض به نظر برسد. اما پروفسور گریوز می‌گوید این کاربرد می‌تواند اعتماد سرمایه‌گذاران را به فناوری جلب کند و زمینه را برای گسترش آن فراهم سازد.
او معتقد است که اگر این هدف محقق شود، مهار انرژی «کاملا فراوان» امواج، می‌تواند منبعی حیاتی و تازه برای تولید برق پاک در جهان فراهم کند.